第4章--局域网中的冗余链路.pptVIP

第4章 局域网中的冗余链路 4.1 冗余拓扑 一、冗余交换模型 1.容易与拓扑的目的 减少网络因单点故障引起的停机损耗，需要利用冗余提高网络的可靠性。 2.冗余链路带来的问题 广播风暴 多帧复制 MAC地址表抖动 广播风暴 当服务器想知道默认网关（路由器X）的MAC地址时，会起用ARP。那么一个ARP帧就是一个广播帧（目的MAC地址为全1）。当交换机A收到后此帧就会转发到网段2上。当交换机B收到后，又转发到网段1上，形成循环，这就是广播风暴，并且是双向循环。这极大的浪费了网络资源。 避免循环机制可以通过阻塞（逻辑上）其中某一端口（不允许接收帧和发送帧）来消除广播风暴问题 重复帧复制 由于冗余路径的存在，主机可能会从不同的路径接收到相同的帧，造成资源的浪费。 MAC 地址表抖动 如果交换机A要传送帧个服务器，就可能会产生困惑，因为从端口E0发送可以到达，从端口E1发送也可到达。由于冗余链路导致MAC地址表的表项不惟一，从而使交换机有可能不转发此帧，或者重复发送到不同端口，造成主机A收到多份拷贝。这也是对网络资源的浪费。 4.2 生成树协议 生成树协议概述 1.生成树协议的作用与原理 STP（生成树协议）的主要任务是防止2层的循环，STP使用生成树算法（spanning-tree algorithm，STA）来创建个拓扑数据库，然后查找出冗余连接并破坏它，维持一个无环的拓扑结构。 当网络中存在备份链路时，只允许主链路激活。若主链路因故障被断开后，备份链路才会被自动启用，不需人工干预。 2.与STP有关的概念 ⑴桥接协议数据单元BPDU（p108） STP的所有功能都是通过交换机或网桥之间周期性地发送STP的桥接协议数据单元（BPDU）来实现的。 ⑵路径成本 生成树的路径花费是在路径上所有链路的路径花费总和，这是由链路带宽决定的。（p109） ⑶网桥ID 由优先级（0～65535，默认32768）和网桥的MAC地址组成；用于选择根网桥，以优先级为主，相同时再比较MAC地址，数值越小越优先。 ⑷端口ID 由端口优先级（0～255，默认128）和端口编号组成；用于选择根网桥，以优先级为主，相同时再比较端口编号，数值越小越优先。 二、生成树的操作（p110） 前面说过：STP的任务就是查找出网络中的所有连接，关闭一些会造成循环的冗余连接。STP首先选举1个根网桥，用来对网络中的拓扑结构做决定。当所有的switches认同了选举出来的根桥后，所有的bridge开始查找根端口，提供最短路径到Root Bridge。假如在switches之间有许多连接，只能有1个端口作为指定端口。 1.STP的操作步骤： ⑴选举一个根网桥（网桥ID、MAC地址） ⑵在每个非根网桥上选举一个根端口（路径成本、网桥ID、发送端口ID） ⑶在每个网段上选举一个指定端口（路径成本、网桥ID、端口ID） ⑷阻塞非根、非指定端口 2.生成树端口状态 运行STP的交换机端口的5种状态： ⑴堵塞(blocking):不转发帧,只监听BPDUs,主要目的是防止循环的产生.默认情况下,当switch启动时所有端口均为blocking状态； ⑵监听(listening):端口监听BPDUs,来决定在传送数据帧之前没有循环会发生； ⑶学习(learning):监听BPDUs和学习所有路径,学习MAC地址表,不转发帧； ⑷转发(forwarding):转发和接收数据帧； ⑸禁用(disabled):不参与帧的转发和STP,一般在这个状态的都是不可操作的。 3.汇聚 汇聚,也叫收敛(convergence):当所有端口移动到非转发或堵塞状态时，开始收敛，在收敛完成前，没有数据将被传送。收敛保证了所有的设备拥有相同的数据库达到一致。一般来说从堵塞状态进入到转发状态需要50秒 4.3 快速生成树协议（RSTP） 一、快速生成树概述（802.1w） 1.RSTP在物理拓扑变化或配置参数发生变化时，显著减少重新收敛时间。增加了替代和备份的端口角色，来取代阻塞端口。 2.RSTP只有d