多层交换网络技术学习笔记

　　第四章 管理冗余链路

　　网桥ID共8个字节，有两部分组成：

　　1. 2个字节的优先级域：优先级低的为根桥，缺省优先级为32768，即0x8000.缺省地，所有Cisco交换机地优先级是相同的。

　　2. 6个字节MAC地址域：即交换机或网桥的MAC地址。所以缺省情况下，具有最低MAC地址的交换机将成为根桥。

　　选择根桥（Root Bridge）

　　1. 自动选择：STP自动选择具有最低网桥ID的交换机为根桥。

　　2. 手工确定：原则是靠近网络的中心。所以一般根桥设在一台分布层的交换机而不是接入层交换机。建议手工设置来确定根桥。

　　确定到根桥的最佳路径

　　STP协议利用BPDU中三个Field――路径开销、网桥ID、端口优先级/端口ID来确定到根桥的最佳路径顺序：

　　1. 路径开销：所有端口开销的综合为路径开销，路径开销低的端口为转发端口。

　　2. 网桥ID：同一个交换机上有两条链路达到根桥（如平行链路），那么最佳路径就由下面的端口优先级或端口ID决定了。

　　3. 端口优先级/端口ID：端口优先级范围0～63，缺省值32，具有低优先级的端口将转发数据。如果端口优先级相同，端口ID则是决定因素，低端口ID将转发数据。

　　BPDU：Bridge Protocol Data Unit

　　选择指定的Root Port

　　一个交换机侦听所有Active Port的BPDU，如果收到不止一个BPDU，那么说明存在这台交换机到根桥之间的冗余链路，需要确定哪一个是Root Port.

　　交换机中某个端口到达根桥的路径开销最小，那么这个端口为Root Port.如果路径开销相等，那么由端口优先级/端口ID决定。Root Port就处于Forwarding状态，其它冗余端口处于Blocking状态。

　　EtherChannel

　　快速以太通道技术（Fast EtherChannel）和吉比特以太通道（Gigabit EtherChannel）使平行链路可以被生成树看成是一条物理链路。

　　以太通道技术为链路失效情况提供了冗余性，如果在通道中有一条链路失效，那么几毫秒内数据流被送到其它链路上，这种收敛变化对用户来说是透明的。

　　EtherChannel上可以实现负载平衡，以两条链路为例，如果源MAC和目的MAC最后一位异或后为0则从link0走，否则从link 1走。（也可以异或源和目的IP）

　　PAgP端口聚合协议（Port Aggregation Protocol）

　　给EtherChannel增添了新的功能，有利于以太通道的自动建立。但也有些限制：

　　1. PAgP不会在动态VLAN端口上建立聚合。因为动态VLAN可以强迫端口改为另一个VLAN.

　　2. PAgP要求通道中所有的端口同属于一个VLAN，或者配置为Trunk端口。

　　3. 如果改变了通道中一个端口的速率或者单双工方式，那么通道中所有端口都设为这一速率或单双工方式。

　　PortFast

　　缺省情况下，假定交换机的所有端口都将与交换机或者网桥连接，所以所有端口都运行STP算法，即如果网络发生了变化，在端口发送数据之前要等待50s.

　　而事实上许多端口会直接连接工作站或者服务器。所以我们采用PortFast可以让这些端口节省Listening和Learning状态的时间，立即进入Forwarding状态。

　　需要注意的是：PortFast仅仅让端口在网络环境变化的情况下直接进入Forwarding状态。而端口仍然运行STP协议，所以如果检测到环路，端口仍将由Forwarding状态变成Blocking状态。

　　UplinkFast（上行速）

　　背景资料：STP确保了在拓扑变化的情况下没有环路产生，但收敛速度慢。一些实时以及对带宽敏感的网络应用是不能接受的。

　　STP收敛速度慢的原因是收敛算法需要化时间确定一条可替代的链路，缺省时间是50s，即20s（Blocking→Listening）＋15s（Listening→Learning）＋15s（Learning→Forwarding）。

　　解决的方法是一旦发现了线路Blocking，马上切换到Forwarding，不要经过Listening和Learning阶段。这就是UplinkFast，切换时间可以在2s～4s.

　　UplinkFast被设计应用在接入层交换机。一般应用两条上行链路连接到分布层，一条是冗余链路。

　　UplinkFast激活一个快速重新配置的条件：

　　1. 在交换机上必须启动了UplinkFast功能；

　　2. 至少有一个处于Blocking的端口（即有冗余链路）；

　　3. 链路失效必须发生在Root Port上。

　　交换机启动了UplinkFast后，由于提高了交换机上所有端口的路径开销，所以不适合作为根桥。

　　BackboneFast

　　Cisco专有。用在核心层和主干网络在中。设置命令没有基于IOS的，只有基于Set命令的。

　　Inferior BPDU（下级BPDU）

　　当指定网桥失去了与根桥的连接时，会就发出Inferior BPDU，表明自己是新的根桥。这样对方的交换机就会在自己的Root Port和原本处于Blocking状态的端口都收到BPDU了。

　　调和STP和VLAN的几种主要方法：

　　1. PVST按VLAN生成树――Cisco专用的实施方法，需要ISL封装以进行工作。

　　2. CST公共生成树――IEEE 802.1Q对于VLAN和生成树的解决方案。

　　3. PVST+增强PVST――Cisco专用实施方法，使CST信息可以正确地传进PVST.

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【责编:Kittoy】