一.STP: 二.RSTP: 802.1d標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)端口狀態(tài)的定義有: 802.1w標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)端口狀態(tài)的定義有: 在802.1w中,根端口(root port,RP)和指定端口(designated port,DP)仍然得以保留;而堵塞端口被改進(jìn)為備份端口(backup port,BP)替代端口(alternate port,AP).不過(guò),生成樹(shù)算法(STA)仍然是依據(jù)BPDU決定端口的角色.和802.1d中對(duì)RP的定義一樣,到達(dá)根橋(root bridge)最近的端口即為RP.同樣的,每個(gè)橋接網(wǎng)段上,通過(guò)比較BPDU,決定出誰(shuí)是DP.一個(gè)橋接網(wǎng)段上只能有一個(gè)DP(同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)的話就形成了層2環(huán)路). 在802.1d中,非RP和DP的端口,它的狀態(tài)就為堵塞狀態(tài),這種狀態(tài)雖然不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),但是仍然需要接收BPDU來(lái)保持處于堵塞狀態(tài).AP和BP同樣也是這樣.AP提供了到達(dá)根橋的替代路徑,因此,一旦RP掛掉后,AP可以取代RP的位置.BP也提供了到達(dá)同一橋接網(wǎng)段以及AP所不能保證到根橋連接性的冗余鏈路. 在RSTP里,BPDU的格式稍稍變化了一些,在802.1d里,BPDU只有兩個(gè)標(biāo)簽選項(xiàng): BPDU的處理方式,和802.1d也有些不同,取代原先的BPDU中繼方式(非根橋的RP收到來(lái)自根橋的BPDU后,會(huì)重新生成一份BPDU朝下游交換機(jī)發(fā)送出去),802.1w里的每個(gè)網(wǎng)橋,在BPDU hello time(默認(rèn)2秒)的時(shí)間里生成BPDU發(fā)送出去(即使沒(méi)有從根橋那里接收到任何BPDU).如果在連續(xù)3個(gè)hello time里沒(méi)有收到任何BPDU,那么BPDU信息將超時(shí)不被予以信任.因此,在802.1w里,BPDU更像是一種?;?keepalive)機(jī)制.即,如果連續(xù)三次未收到BPDU,那么網(wǎng)橋?qū)⒄J(rèn)識(shí)它丟失了到達(dá)相鄰網(wǎng)橋RP或DP的連接.這種快速老化的方式使得鏈路故障可以很快的被檢測(cè)出來(lái). 在RSTP里,類似Backbone Fast的下級(jí)BPDU(inferior BPDU)也被集成進(jìn)去.當(dāng)交換機(jī)收到來(lái)自RP或DP的下級(jí)BPDU時(shí),它(這里指B)立刻替換掉之前的BPDU并進(jìn)行存儲(chǔ):
傳統(tǒng)的802.1d標(biāo)準(zhǔn)里,STA是被動(dòng)的等待層2網(wǎng)絡(luò)的收斂(由于轉(zhuǎn)發(fā)延遲的定義).對(duì)STP默認(rèn)的計(jì)時(shí)器進(jìn)行修改,可能又會(huì)導(dǎo)致STP的穩(wěn)定性問(wèn)題;而RSTP可以主動(dòng)的將端口立即轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),而無(wú)需通過(guò)調(diào)整計(jì)時(shí)器的方式去縮短收斂時(shí)間.為了能夠達(dá)到這種目的,就出現(xiàn)了兩個(gè)新的變量:邊緣端口(edge port)和鏈路類型(link type). 邊緣端口(EP)的概念,和CISCO中Port Fast特性非常相似.由于連接端工作站的端口,是不可能導(dǎo)致層2環(huán)路的,因此這類端口就沒(méi)有必要經(jīng)過(guò)監(jiān)聽(tīng)和學(xué)習(xí)狀態(tài),從而可以直接轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài).但是和Port Fast不同的是,一旦EP收到了BPDU,它將立即轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀ǖ腞STP端口: RSTP快速轉(zhuǎn)變為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的這一特性,可以在EP和點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上實(shí)現(xiàn)的.由于全雙工操作的端口被認(rèn)為是點(diǎn)到點(diǎn)型的鏈路;半雙工端口被認(rèn)為是共享型鏈路.因此RSTP會(huì)將全雙工操作的端口當(dāng)成是點(diǎn)到點(diǎn)鏈路,從而達(dá)到快速收斂. 當(dāng)STA決定出DP后,對(duì)于802.1d,仍然要等待30秒的轉(zhuǎn)發(fā)延遲才能進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài);在802.1w里: 假設(shè)根橋和交換機(jī)A之間創(chuàng)建了一條新的鏈路,鏈路兩端的端口剛開(kāi)始均處于堵塞狀態(tài),直到收到對(duì)方的BPDU.當(dāng)DP處于丟棄或者學(xué)習(xí)狀態(tài),它將在自己將要發(fā)送出去的BPDU里設(shè)置提議位(proposal bit),如上圖的p0和步驟1.由于交換機(jī)A收到了上級(jí)(superior)信息,它將意識(shí)到自己的P1應(yīng)該立即成為RP.此時(shí)交換機(jī)A將采取同步(sync)動(dòng)作,將該上級(jí)BPDU信息洪泛到其他的所有端口上并保證這些端口處于同步狀態(tài)(in-sync). 當(dāng)端口滿足下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí),即處于同步狀態(tài): 假設(shè)交換機(jī)A的P2為AP,P3為DP,P4為EP.P2和P4滿足上述標(biāo)準(zhǔn)之一,因此為了處于同步狀態(tài),交換機(jī)A將堵塞P3,指定它為丟棄狀態(tài),其他端口處于同步狀態(tài)(步驟2).交換機(jī)A將解除P1的堵塞狀態(tài)做為新的RP,并向根橋反饋確認(rèn)信息(步驟3),這個(gè)信息其實(shí)是之前步驟1所發(fā)的提議BPDU信息的拷貝,只不過(guò)是把提議位設(shè)置成了認(rèn)可位(agreement bit).當(dāng)P0收到這個(gè)認(rèn)可信息后,它立即進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài).由于P3之前被堵塞了,當(dāng)步驟3完成后,P3也執(zhí)行之前P0所經(jīng)過(guò)的步驟1,向下游交換機(jī)發(fā)出提議BPDU信息,嘗試快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài).依次類推. 由于提議機(jī)制非常迅速,因此RSTP不需依賴任何計(jì)時(shí)器.如果一個(gè)指定為丟棄狀態(tài)的端口,在發(fā)出提議BPDU信息后沒(méi)有收到認(rèn)可信息,該端口會(huì)回退到802.1d標(biāo)準(zhǔn),從監(jiān)聽(tīng)到學(xué)習(xí),再慢慢進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài).這種情況多發(fā)生在不理解RSTP BPDU的交換機(jī)端口上. RSTP里另外一個(gè)快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的機(jī)制,和CISCO對(duì)STP的擴(kuò)展技術(shù)Uplink Fast很相似.當(dāng)網(wǎng)橋丟失了RP后,它會(huì)把自己的AP直接設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)(新的RP).因此對(duì)于RSTP來(lái)說(shuō),Uplink Fast的特性無(wú)需手動(dòng)配置.還有一點(diǎn)和802.1d不同的是,當(dāng)交換機(jī)檢測(cè)到拓?fù)渥兓?產(chǎn)生TC信息,直接洪泛給整個(gè)網(wǎng)絡(luò),而無(wú)需像802.1d那樣先報(bào)告給根橋: 三.MST: 簡(jiǎn)單的說(shuō),STP/RSTP是基于端口的,PVST/PVST+是基于VLAN的,而MISTP就是基于實(shí)例的.所謂實(shí)例就是多個(gè)VLAN的一個(gè)集合,,通過(guò)多個(gè)vlan捆綁到一個(gè)實(shí)例中去的方法可以節(jié)省通信開(kāi)銷和資源占用率. 在談MST之前先說(shuō)說(shuō)關(guān)于trunk的原始版本IEEE
802.1q,該標(biāo)準(zhǔn)制定了CST(Common Spanning
Tree).CST假定整個(gè)層2網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)STP的實(shí)例,也就是說(shuō)不管整個(gè)層2網(wǎng)絡(luò)劃分了多少個(gè)VLAN,都只有一個(gè)STP的實(shí)例.CST的一些優(yōu)劣: 802.1s結(jié)合了PVST+和802.1q的優(yōu)點(diǎn),將多個(gè)VLAN映射到較少的STP實(shí)例.之前的PVST+的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)STP的負(fù)載均衡,對(duì)CPU資源是個(gè)負(fù)擔(dān).而MST(802.1S)減少了不必要的STP的實(shí)例.如下圖,假設(shè)D1和D2分別為VLAN 1到500和VLAN 501到1000的根橋,如果用PVST+,就將有1000個(gè)STP的實(shí)例,但是實(shí)際上整個(gè)層2網(wǎng)絡(luò)只有2個(gè)邏輯拓?fù)?所以優(yōu)化辦法是將STP的實(shí)例減少到2個(gè),同時(shí)保留STP負(fù)載均衡的優(yōu)點(diǎn): 從技術(shù)角度來(lái)看,MST的確是最佳解決方案,但是對(duì)端用戶而言卻并不是必需的,因?yàn)镸ST通常要求比802.1d和802.1w更為復(fù)雜的配置,并且還可能遇到與802.1d的協(xié)同操作問(wèn)題.
之間提到了,多個(gè)VLAN可以映射到一個(gè)STP的實(shí)例上.但是,決定哪個(gè)VLAN和哪個(gè)STP實(shí)例相關(guān)聯(lián),以及BPDU的標(biāo)簽方式以便交換機(jī)可以鑒別出VLAN與STP實(shí)例信息,這是個(gè)問(wèn)題.這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)了一個(gè)類似BGP里AS的概念:區(qū)域(Region).MST的區(qū)域是指處于同一管理范圍的交換機(jī)組.為了能夠成為MST區(qū)域里的一部分,交換機(jī)必須享有相同的配置屬性: 在做VLAN到STP實(shí)例映射的時(shí)候,要先定義MST的區(qū)域,但這個(gè)信息不會(huì)在BPDU里傳播,因?yàn)閷?duì)于交換機(jī)來(lái)說(shuō),它只需要知道自己和鄰居交換機(jī)是否處于同一個(gè)MST區(qū)域.因此,只有一份VLAN到STP實(shí)例的映射摘要信息,配置修正號(hào),與配置名隨著B(niǎo)PDU被傳播出去.當(dāng)交換機(jī)端口收到該BPDU后,它將解讀該摘要信息,和自身的摘要信息做個(gè)比較,如果結(jié)果不同,那么該端口將成為MST區(qū)域的邊界: 根據(jù)802.1s的定義,MST網(wǎng)橋必須能夠處理至少兩種實(shí)例: IST是一種RSTP實(shí)例,它擴(kuò)展了MST區(qū)域內(nèi)的802.1D單一生成樹(shù).IST連接所有MST網(wǎng)橋,并從邊界端口發(fā)出,作為貫穿整個(gè)網(wǎng)橋域的虛擬網(wǎng)橋. MST實(shí)例(MSTI)是一種僅存在于區(qū)域內(nèi)部的RSTP實(shí)例.它可以默認(rèn)運(yùn)行RSTP,無(wú)須額外配置.不同于IST的是,MSTI在區(qū)域外既不與BPDU交互,也不發(fā)送BPDU. cisco實(shí)例定義了16種實(shí)例:一個(gè)IST(實(shí)例0)和15個(gè)MSTI,而IEEE
802.1S則支持一個(gè)IST和63個(gè)MSTI. 由于MST源自IEEE 802.1s,因此,要必須讓802.1s和802.1q(CST)協(xié)同操作.IST實(shí)例向CST發(fā)送或從CST那里接收BPDU.IST實(shí)例其實(shí)是RSTP實(shí)例的簡(jiǎn)化,它擴(kuò)展了MST區(qū)域里的CST.IST可以看做CST外部的整個(gè)MST區(qū)域的代表: 如上圖,這兩種圖例職能相同.在典型的802.1d環(huán)境里,你可能會(huì)看到堵塞M和B之間的通信;同樣的,你可能期望堵塞圖中MST區(qū)域里(MST Region)的某個(gè)端口(而不是堵塞D).但是,由于IST是做為整個(gè)MST區(qū)域(MST REgion)的代表,因此,你看到的就是對(duì)B和D的堵塞. MSTI也是RSTP的簡(jiǎn)化版實(shí)例,它只存在于MST區(qū)域的內(nèi)部.MSTI默認(rèn)自動(dòng)運(yùn)行RSTP,而無(wú)需額外的配置.和IST不同的是,MSTI永遠(yuǎn)不會(huì)和MST區(qū)域(MST Region)外部通信.另外,只有IST會(huì)向MST區(qū)域(MST Region)外發(fā)送BPDU,而MSTI不會(huì).在MST區(qū)域內(nèi),網(wǎng)橋相互交換MST BPDU,這些MST BPDU對(duì)IST來(lái)說(shuō)可以看成是RSTP BPDU. 配置MST示例: Pending MST configuration Switch(config-mst)# exit /---應(yīng)用配置并退出MST配置模式---/ 指定MST根橋與配置MST網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí): 配置MST端口優(yōu)先級(jí)與路徑開(kāi)銷: 配置MST的相關(guān)計(jì)時(shí)器: 指定BPDU的最大跳數(shù): 定義鏈路類型為點(diǎn)到點(diǎn): 一些驗(yàn)證命令: |
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