第2章 构建中小型企业内部网络.ppt

2．6．1 冗余链路和STP 【拓展思考】 以太网交换机SwitchD所处网络需备份冗余链路，网 管人员在SwitchD上启动了全局生成树协议，这样，交 换机SwitchD所有的端口都将参与生成树计算。实际上， SwitchD只有2个端口需要参与生成树计算。其余端口 均属于边缘端口（直接与终端连接），可以确定不会产 生环路。为了降低交换机的运算负荷，应如何启动生成 树协议？ Back 2．6．2 RSTP 当网络故障或拓扑结构发生变化时，生成树将重新计算，但新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，在所有网桥收到这个拓扑变化消息之前，在旧的拓扑结构中某些处于转发的端口可能还没有发现自己在新的拓扑结构中应停止转发，继续转发消息，从而形成临时环路，并有可能会产生网络风暴。 STP规定，端口由阻塞状态进入转发状态时，需要经过一定延时，延时时间一般是配置消息传播到整个网络所需时间的两倍。 所以STP规定端口共有以下四种状态： （1）Blocking：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧； （2）Listening：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口； （3）Learning：接收和发送BPDU，学习MAC地址，不转发数据帧； （4）Forwarding：正常转发数据帧。 为了解决STP的这个缺陷，IEEE推出了802.1W标准，定义了快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocal，RSTP）。RSTP在STP协议基础上做了三点重要改进，减少了收敛时间： （1）为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口（Alternat Port）和备份端口（Backup Port）两种角色，当根端口/指定端口失效的情况下，替换端口/备份端口就会无时延地进入转发状态。 （2）在只连接了两个交换机的点到点链路中，指定端口向下游网桥发送一个握手请求报文，如果下游网桥发送了一个同意报文，则这个指定端口就可以无时延地进入转发状态。 2．6．2 RSTP 如果是连接三个以上网桥的共享链路，下游网桥是不会响应上游指定端口发出的握手请求的，只能等待两倍Forward Delay时间进入转发状态。 （3）在RSTP中，把直接与主机相连而不与其他网桥相连的端口定义为边缘端口。边缘端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。 2．6．2 RSTP 2．6．3 MSTP 【引入案例 】 网管小王为交换机配置好STP后，发现STP是基于整个交换网络产生一个树形拓扑结构，但是公司网络是划分了VLAN的，那么所有的VLAN只能共享一棵生成树。 2．6．3 MSTP 如上图所示，交换机之间配置的Trunk链路上实际上担负着多个VLAN的数据传输，起着均衡负载的作用。但是经过STP计算后，所有VLAN共用一棵生成树，交换机SW1和SW3之间的链路就会被断开，这样就使得交换机SW2非常繁忙，也无法实现不同VLAN 的流量在多条Trunk链路上的负载分担。那么如何克服这个问题呢？ 构建企业内网通常需要根据部门职能划分VLAN，但是传统的STP是单生成树协议，并没有考虑到VLAN的情况，不能形成基于VLAN的多生成树，不能实现链路的分担。因此实际环境中要解决网络链路冗余和避免环路问题，需要更高级的生成树协议，如多生成树协议MSTP。 分析 2．6．3 MSTP 【基本原理】 为弥补STP和RSTP的缺陷，IEEE制定了802.1s标准——MSTP，它可以针对不同的VLAN群组生成互不相关的生成树，既可以快速收敛，也能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。 一、MSTP的特点 （1）MSTP设置VLAN映射表（即VLAN和生成树的对应关系表），把VLAN和生成树联系起来。通过增加“实例”（将多个VLAN整合到一个集合中）这个概念，将多个VLAN捆绑到一个实例中，以节省通信开销和资源占用率。 （2）MSTP把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。 （3）MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载分担。 （4）MSTP兼容STP和RSTP。 二、MSTP的基本概念 1．MST域 MST域（Multiple Spanning Tree Regions，多生成树域）是由交换网络中的多台设备以及它们之间的网段所构成。 2．MSTI 一个MST域内可以通过MSTP生成多棵生成树，各生成树之间彼此独立并分别与相应的VLAN对应，每棵生成树都称为一个MSTI（Multiple Spanning Tree I