2-链路聚合及STP生成树.ppt

路由与交换技术 教材 唐俊勇，路由与交换型网络基础与实践教程，清华大学出版社。 参考教材 CCNA考试辅导教材 网络工程师考试教材 课程简介： 任意选修课，32课时 * 第2讲 链路聚合与生成树协议 链路聚合概述 链路聚合(Link Aggregation)，也称为端口捆绑、端口聚集或链路聚集。 链路聚合是将多个端口聚合在一起形成一个汇聚组，以实现出/入负荷在各成员端口中的分担。从外面看起来，一个汇聚组好象就是一个端口。 使用链路汇聚服务的上层实体把同一聚合组内多条物理链路视为一条逻辑链路。 链路聚合既可以在二层端口实现也可以在三层端口实现。 链路聚合的优点 通过将多个物理链路捆绑为一个逻辑链路增加了带宽； 提高了可靠性。当有一条链路，例如D断开，流量会自动在剩下的A B C三条链路间重新分配； 实现链路传输弹性和冗余。 A B C D 链路聚合协议 Cisco：PAGP 通用：LACP (IEEE802.3ad) STP的全称是Spanning-Tree Protocol，STP协议是一个二层的链路管理协议，它在提供链路冗余的同时防止网络产生环路。 STP通过生成树算法（SPA）生成一个没有环路的网络，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路，保证网络的正常通信。 STP通过从软件层面修改网络物理拓扑结构，构建一个无环路的逻辑转发拓扑结构，提高了网络的稳定性和减少网络故障的发生率。 生成树（STP） STP协议的作用 避免网络中存在交换环路的时候产生广播风暴，确保在网络中有环路时自动切断环路； 当环路消失时，自动开启原来切断的网络端口，确保网络的可靠。 STP协议的本质就是实现在交换网络中链路的备份和负载的均衡。 生成树协议的种类 1．基本STP 基本STP协议规范为IEEE 802.1d，STP 基本思路是阻断一些交换机接口，构建一棵没有环路的转发树。 STP 利用 BPDU(Bridge Protocol Data Unit)和其他交换机进行通信， BPDU 中有根桥 ID、路径代价、端口 ID 等几个关键的字段。 为了在网络中形成一个没有环路的拓扑，网络中的交换机要进行三种选举： （1）选举根桥。 （2）选取根端口。 （3）选取指定端口。 交换机中的接口只有是根端口或指定端口，才能转发数据，其它接口都处于阻塞状态。 当网络的拓扑发生变化时，网络会从一个状态向另一个状态过渡，重新打开或阻断某些接口。 交换机的端口要经过几种状态： 禁用（Disable）、阻塞（Blocking）、监听状态(Listening)、学习状态（Learning）、最后是转发状态(Forwarding)。 2．RSTP RSTP 的协议规范为IEEE 802.1w，它是为了减少STP收敛时间而修订的新的协议。在RSTP中，端口的角色有四种：根端口、指定端口、备份端口、替代端口。端口的状态只有三种：丢弃（Discarding）、学习状态（Learning）、转发状态(Forwarding)。接口还分为：边界接口、点到点接口、共享接口。 3．PVST 当网络上有多个 VLAN 时，PVST(Per Vlan STP)会为每个 VLAN 构建一棵 STP 树。这样的好处是可以独立地为每个 VLAN 控制哪些接口要转发数据，从而实现负载平衡。缺点是如果VLAN 数量很多，会给交换机带来沉重的负担。Cisco 交换机默认的模式就是 PVST。 4．MSTP MSTP的协议规范为IEEE 802.1s，在PVST中交换机为每个VLAN都构建一棵STP树，随着网络规模的增加，VLAN的数量也在不断增多，会给交换机带来很大负载、占用大量带宽。MSTP是把多个VLAN映射到一个STP实例上，即为每个实例建立一棵STP树，从而减少了STP树的数量，它与STP、PVST兼容。锐捷交换机默认的模式就是MSTP。 生成树协议的种类 生成树协议中基本概念 网桥号（Bridge ID）：用于标识网络中的每一台交换机，它由两部分组成，2字节优先级和6字节MAC组成。优先级从0-65535，缺省为32768。 根网桥 ：具有最小网桥号的交换机将被选举为根网桥，根网桥的所有端口都不会阻塞，并都处于转发状态。 指定网桥：对交换机连接的每一个网段，都要选出一个指定网桥，指定网桥到根网桥的累计路径花费最小，由指定网桥收发本网段的数据包。 根端口：整个网络中只有一个根网桥，根网桥上的端口都是指定端口，而不是根端口，而在非根网桥上，需要选择一个根端口。根端口是指从交换机到根网桥累计路径花费最小的端口，交换机通过根端口与根网桥通信。根端口设为转发状态。 指定端口：每个非根网桥为每个连接的网段选出一个指定端口，一个网段的指定端口为到该网段到根网桥累计路径花费最小的端口。指定端口设为转发