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STP生成树连载2:制服网络广播风暴

要包管企业的收集中的关键利用可持续性,就必要对互换收集进行冗余设计,然而这将孕育发生广播风暴、“收集环路”等问题,严重时,将导致全部收集瘫痪?于是,STP天生树办理法子呈现了……

收集冗余设计与广播风暴的抵触

广播风暴的克星:设计STP收集天生树

技巧剖析:STP天生树初始化与收敛

案例阐发:察看天生树收敛历程

实战剖析:STP天生树若何设置设置设备摆设摆设?

技巧进化:RSTP快速天生树设置设置设备摆设摆设

广播风暴的克星:设计STP收集天生树

收集成长历程中,以太网设备由Hub成长到透明网桥到智能互换机。透明网桥比Hub智能,Hub收到数据包后,向除自己外的其他所有端口进行广播,而透明网桥则记录物理端口上连接设备的MAC,收到数据帧后按照记录的MAC地址向该端口发送数据帧,这样大年夜大年夜削减数据帧冲突。

然则透明网桥因为他的透明性,一旦收集中存在环路,一台透明网桥收到的数据帧,又会在环路中返回,这样数据帧不绝在收集中增生,终极形成广播风暴,导致全部收集瘫痪;一种阻拦收集环路的协议——天生树协议(STP),IEEE 802.1D标准,天生树模拟自然界树的发展规律,从树根到树梢不会形成环路,天生树协议经由过程比较环路收集中的设备属性的优先级、链路的开销、端口优先级等来判断环路中链路的优先级,从而逻辑上阻断优先级低的收集链路。

天生树从阻断到转发状态必要颠末阻断、监听、进修、转发延迟等阶段,这个阶段大年夜约必要30~50s的光阴,对付要求高靠得住性的收集来,这是不容许的。快速天生树协议(RSTP)IEEE 802.1W按布局需求孕育发生,RSTP将阻断的端口设置备用端口,一旦检测到主链路中断,备用端口直接进入转发状态,大年夜大年夜加大年夜收敛速率。

天生树的关键观点

办理轮回连接的规划便是STP。经由过程必然算法,STP使随意率性两个节点间有且只有一条路径连接,而其他的冗余链路则被自动壅闭,作为备份链路,如图8-6所示。只有当活动链路掉败时,备份链路才会被激活,从而规复设备之间的连接,包管收集的通顺。

与EtherChannel技巧不合,Spanning-Tree只能包管在两台设备间拥有一条活动链路,是以,也就无法实现带宽越发和负载均衡。这就好比一棵真实发展树,从树根开始长起,然后是树干、树枝,着末到树叶,从而包管随意率性两片树叶间只有一条路。而链路选举的标准便是优先级值(Priority)和端口用度(Cost)。

提示:Spanning-Tree的优点是可以在任何端口实现,而不必然是固定的双绞线端口或光纤端口。

收集环路侦测和预防(Network loop detection and prevention)的意义在于任何两个局域网之间应该只有一条路径,否则,收集中将呈现环路。假如存在着多于一条的路径,那么天生树算法将会侦测到环路的发生,并自动选择开销值(Cost)最低的那条路径作为可应用的路径(主链路),而阻断其他路径,将它们作为备用路径(备用链路)。

自动拓扑重构(Automatic topology re-configuration)是指当主链路呈现故障时,天生树算法将自动启用备用链路,重构收集布局。天生树运算在无环路逻辑拓扑时,应用3个关键观点:网桥ID(Bridge ID)、路径开销(PC)及桥接协议数据单(BPDU)看护功能。

要包管企业的收集中的关键利用可持续性,就必要对互换收集进行冗余设计,然而这将孕育发生广播风暴、“收集环路”等问题,严重时,将导致全部收集瘫痪?于是,STP天生树办理法子呈现了……1.网桥ID(Bridge ID)

每台网桥都有一个ID表示,Bridge ID称为BID。它是由一个2字节加6字节,统共8字节组成的存储域组成,如图8-7所示。低6字节MAC地址由互换机分配好,高2字节BID为网桥优先级,范围从0~65 535,默觉得32 768。

天生树技巧与端口壅闭(Block)

网桥ID

2.路径开销(Path Cost)

IEEE 802.1D早期定义采纳1 000Mbps来除以实际的带宽得到的数据作为路径开销值,但因为后来实际带宽跨越1 000Mbps,获得了小数,未方便谋略;后来IEEE 802.1D修正了新值,今朝采纳新值,如表8-1所示。

天生树路径开销值

带宽

开销(IEEE修订后)

开销(IEEE修订前)

10Mbps

100

100

100Mbps

19

10

1Gbps

4

1

10Gbps

2

1

3.桥接协议数据单元(BPDU)

天生树在运算选举中,还经由过程互相对照桥接协议数据单元(Bridge Protocol Data Units,BPDU)实现。BPDU有两种类型,设置设置设备摆设摆设BPDU和拓扑改变看护(TCN BPDU)。

BPDU设置设置设备摆设摆设消息因此以太网数据帧的款式进行通报的,采纳多播MAC地址01-80-C2-00-00-00为目的MAC地址,收集中的网桥收到该地址后,能够判断出该数据帧是天生树协议的数据帧,源MAC地址域中的本网桥的MAC地址,数据帧的详细内容如表8-2所示。

BPDU设置设置设备摆设摆设消息钱式

DMA

SMA

L/T

LLC Header

Payload

nDMA:目的MAC地址,固定的组播地址,0X0180C2000000。

nSMA:源MAC地址,发送BPDU设置设置设备摆设摆设消息的桥MAC地址。

nL/T:帧长。

nLLC Header:设置设置设备摆设摆设消息固定的链接头。

nPayLoad:BPDU数据区。

n

提示:IEEE 802.1D指定17个多播地址,范围从0x00180c2000000~0x00180c2000010,用于不合网桥版本,假如互换机端口开启STP,互换机CPU接管目标来地址0x0180C2000000~0x0180C2000010,假如STP被关闭,则觉得这些多播地址为未知的。

表8-2中的Payload是BPDU的核心设置设置设备摆设摆设部分,详细组成信息如表8-3所示。

表8-3BPDU值域

值域

字节

分 配 值

Protocol ID

2

总为0

Version

1

STP为 0 RSTP为2

Type

1

0 = 设置设置设备摆设摆设 BPDU 1=拓扑改变时发出的BPDU

Flags

1

LSB = 拓扑改变标志位,MSB = 拓扑改变确认标志

Root BID

8

当前的根桥ID,根桥的优先级加上MAC地址

续表

值域

字节

分 配 值

Root Path Cost

4

谋略到根桥的路径开销

Sender BID

8

本地网桥ID,也叫指定网桥ID

Port ID

2

网桥的端口ID

Message Age

2

端口保存BPDU的一个生计期

Max Age

2

BPDU 老化光阴

Hello Time

2

周期发送BPDU的距离光阴

Forward Delay

2

网桥从监听到进修状态的光阴

拓扑改变BPDU(TCN BPDU),顾名思义便是拓扑改变时发出的BPDU,这是由拓扑改变的网桥发出的,与设置设置设备摆设摆设网桥差别在于,表8-3中的Type值为1。

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