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交換機網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路技術(shù)
技術(shù)是制造一種產(chǎn)品的系統(tǒng)知識，所采用的一種工藝或提供的一項服務(wù)，不論這種知識是否反映在一項發(fā)明、一項外形設(shè)計、一項實用新型或者一種植物新品種，或者反映在技術(shù)情報或技能中，或者反映在專家為設(shè)計、安裝、開辦或維修一個工廠或為管理一個工商業(yè)企業(yè)或其活動而提供的服務(wù)或協(xié)助等方面。下面是小編精心整理的交換機網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路技術(shù)，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
交換機網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路技術(shù) 1
網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路也叫備份鏈路。當主鏈路出現(xiàn)故障時，會自動啟動備份鏈路，以保障網(wǎng)絡(luò)的通暢。它能夠為網(wǎng)絡(luò)帶來健全性，穩(wěn)定性和可靠性等好處
由于備份鏈路會出現(xiàn)環(huán)路從而導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，多幀復(fù)制及MAC地址表的不穩(wěn)定等。為此我們在交換機網(wǎng)絡(luò)中還要采取生成樹協(xié)議。
生成樹協(xié)議主要是通過在交換機網(wǎng)絡(luò)中選擇一條最短短路徑作為主路徑，而其它的則作為備份鏈路。當開啟了生成樹協(xié)議時，備份鏈路會自動關(guān)閉;而當主鏈路出現(xiàn)故障時，備份鏈路又會自動開啟，以保證網(wǎng)絡(luò)通信正常。因此在使用了生成樹協(xié)議后，交換機網(wǎng)絡(luò)中就不會出現(xiàn)環(huán)路問題了。
生成樹協(xié)議定義的幾個名詞：
根交換：在交換機網(wǎng)絡(luò)中，要指定某一交換機為參照物，即根交換。根交換機的選擇是通過交換機的優(yōu)先級來進行的。每個交換機都有優(yōu)先級，默認的為32768。數(shù)值越小，優(yōu)先級越高!
指定端口：根交換機上的所以端口
根端口：除根交換機上的端口外，與根交換機相連的交換機上的端口的優(yōu)先級最高的端口為根端口。
最短路徑選擇：
1)根據(jù)本交換機到根交換機的帶寬大小(路徑開銷)來比較：帶寬小的優(yōu)先
2)根據(jù)中間連路中的交換機的MAC地址(橋ID)來判斷：MAC地址越小的優(yōu)先級越高
3)比較接收者的端口號優(yōu)先級：當中間交換機選擇了之后，要選擇本交換機到中間交換機的最短路徑：在中間交換機的端口中，端口優(yōu)先級高的越優(yōu)先。
4)比較接收者的端口號：當接收者的端口優(yōu)先級都相同時，哪個端口號最小哪個優(yōu)先級最高。
生成樹協(xié)議的配置：
1)開啟生成樹協(xié)議并指定協(xié)議的類型：S(config)# spanning-tree
S(config)# spanning-tree mode { stp | rstp }
2)配置交換機的優(yōu)先級，選擇根交換機：S(config)# spanning-tree priority<0~61440>(4096的倍數(shù))
3)配置交換機端口的優(yōu)先級：S(config)# int fa0/ fa-id
S(config-if)# spanning-tree port-priority<0~240>(16的倍數(shù))
4)配置交換機端口路徑開銷：S(config)# int fa0/ fa-id
S(config-if)# spanning-tree cost cost(開銷花費 1～200 000 000)
由于生成樹協(xié)議有一個等待轉(zhuǎn)發(fā)和學(xué)習(xí)的過程，所以有三個時間段的延時(20秒15秒15秒)，為此又出了快速生成協(xié)議(Rstp),Rstp 的配置方式也STP的配置方法一樣。
交換機網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路技術(shù) 2
一、交換機冗余鏈路
許多交換機或交換機設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通常使用一些備份連接，以提高網(wǎng)絡(luò)的健全性，穩(wěn)定性。備份連接也叫備份鏈路，冗余鏈路等。
為了解決共享式局域網(wǎng)的碰撞問題，采用了交換機構(gòu)成的交換式局域網(wǎng)，它可以識別數(shù)據(jù)幀中的封裝的MAC地址，并根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)交換到特定端口，這樣的工作方式使交換機不同端口之間不會碰撞，即分割碰撞域。但是單點失敗問題難以保證通信正常，因此需要冗余技術(shù)解決單點失敗問題。
雖然使用冗余備份能夠為網(wǎng)絡(luò)帶來健全性，穩(wěn)定性，和可靠性等好處。但備份鏈路使網(wǎng)絡(luò)存在環(huán)路。環(huán)路問題是備份鏈路面臨的最嚴重的問題，將導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，多幀復(fù)制，不穩(wěn)定的MAC地址表等問題。
(1)廣播風(fēng)暴
廣播風(fēng)暴是一種由于網(wǎng)絡(luò)上廣播太多導(dǎo)致的特殊堵塞情況，這也可能由失常的NIC卡，設(shè)計不足的網(wǎng)絡(luò)或橋接/交換回路導(dǎo)致。
如果沒有回路規(guī)避服務(wù)，每個交換機就會無窮無盡地泛濫廣播。這種情況通常稱為網(wǎng)絡(luò)回路，從而產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，導(dǎo)致帶寬浪費，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)和主機性能。
消除回路的方案是通過在正常操作期間阻止四個接口中的傳輸或接收數(shù)據(jù)來解決的，也可以看到生成樹的工作情況。
�。�2）重復(fù)非廣播幀傳輸
多份非廣播幀傳給目的站。很多協(xié)議期望接收每個傳輸?shù)膯蝹�副本，同一幀的多個副本可能導(dǎo)致不可恢復(fù)的錯誤。多數(shù)協(xié)議設(shè)計既不識別也不處理傳輸副本。通常，利用序列號機制的協(xié)議假定多數(shù)傳輸失敗，序列號將被循環(huán)使用。其他協(xié)議試著傳輸副本到上層協(xié)議——這會導(dǎo)致不可預(yù)測的結(jié)果。
消除回路的方案是通過在正常操作期間阻止四個接口中的傳輸或接收數(shù)據(jù)來解決的，這也是生成樹協(xié)議的另一個目的。
（3）MAC地址表的不穩(wěn)定性
當一個幀的多個副本到達交換機的不同端口時，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)MAC地址表信息不穩(wěn)定。
當交換機在MAC地址表中因克服地址顛簸而消耗資源時，轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)可能被損壞，而根據(jù)交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不可能處理或不可能很好處理MAC數(shù)據(jù)庫的快速變化問題。
消除回路的方案也是通過在正常操作期間阻止四個接口中的傳輸或接收數(shù)據(jù)來解決的，阻止數(shù)據(jù)庫的不穩(wěn)定性是生成樹協(xié)議的另一個功能。
二、生成樹協(xié)議
冗余功能是高可用性分層網(wǎng)絡(luò)拓撲的關(guān)鍵要素，但是在網(wǎng)絡(luò)中配置多條路徑有可能導(dǎo)致環(huán)路。可使用生成樹協(xié)議（STP)來防止環(huán)路。
生成樹協(xié)議定義在IEEE802.1d中，是一種橋到橋的鏈路管理協(xié)議，在防止產(chǎn)生自循環(huán)的基礎(chǔ)上提供路徑冗余。為了使以太網(wǎng)更好的工作，兩個工作站之間只有一條活動路徑。網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的發(fā)生有多種原因，最常見的是故意生成的冗余，萬一一個鏈路或者交換機失敗，會有另一個鏈路或者交換機替代。所以STP的主要思想是存在冗余鏈路時，只允許主鏈路激活，如果主鏈路因故障斷開后，備用鏈路才會被打開。
生成書協(xié)議分為三代：第一代生成樹協(xié)議STP（IEEE802.1d）；第二代生成樹協(xié)議RSTP（IEEE802.1w）；第三代生成樹協(xié)議MSTP。
STP的主要作用：避免回路，冗余備份。生成樹的協(xié)議基于以下幾點：
（1）有唯一的組地址（01-80-C2-00-00-00）標識一個特定LAN上的所有的交換機。這個組地址能被所有的交換機識別。
�。�2）每個交換機有唯一的標識。
�。�3）每個交換機的端口有唯一的端口標識。
對生成樹的管理還需要：對每個交換機協(xié)調(diào)一個相對的優(yōu)先級；對每個交換機的每個端口協(xié)調(diào)一個相對的優(yōu)先級；對每個端口協(xié)調(diào)一個路徑花費。
關(guān)于STP的工作原理：
首先網(wǎng)橋有三個典型方式：透明橋，源路由橋，源路由透明橋。網(wǎng)橋連接兩個用同樣介質(zhì)存取控制方法的網(wǎng)段，規(guī)范定義了透明橋。橋的兩邊的網(wǎng)段分屬于不同的沖突域，卻屬于同一個廣播域。
透明橋是指對于數(shù)據(jù)的接收端看不到路徑中經(jīng)由的交換機，認為數(shù)據(jù)是從發(fā)送端直接到達目的地。
源路由橋是由IBM公司為它的令牌環(huán)路網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的。
源透明路由橋是透明橋和源路由橋的結(jié)合。
在一個由透明橋橋接的網(wǎng)絡(luò)里，存在冗余的路徑就能建立一個橋回路，但橋回路對一個局域網(wǎng)來說是致命的。而生成樹協(xié)議是一種嵌套橋協(xié)議，可以用來消除橋回路。它的工作原理是：生成樹協(xié)議定義一個數(shù)據(jù)包，稱為橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元BPDU，網(wǎng)橋用BPDU來相互通信，并使用BPDU的相關(guān)機能來動態(tài)選擇根橋和備份橋，所以橋回路被消除。
含BPDU的以太幀格式
以太網(wǎng)幀頭包括DLC頭部，LLC頭部，BPDU字段，填充DLC的Padding。BPDU也經(jīng)常被封裝在IEEE802.q的頭部后。
DLC頭部：長度14字節(jié)，包含DMA ,SAMA , L/T三個字段。
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