【正文】 ...................................................................... 38 5 生成樹在實際工程中的應用 ..................................................................................................... 39 環(huán)路預防 ...................................................................................................................... 39 實際應用舉例 ...................................................................................................... 41 冗余備份 ....................................................................................................................... 42 純二層冗余備份 ................................................................................................... 42 與 VRRP 結合使用 .............................................................................................. 43 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 1生成樹協(xié)議綜述 生成 樹協(xié)議的產(chǎn)生背景 如上圖所示，單點網(wǎng)絡會存在單點故障，但是冗余的網(wǎng)絡設計又會導致環(huán)路發(fā)生，引起廣播風暴，造成網(wǎng)絡的不穩(wěn)定。 因此誕生了一種叫做生成樹的協(xié)議來解決該問題。 如上圖所示，將冗余的鏈路阻斷，形成一個無環(huán)的拓撲，并當某條活動鏈路斷開時，激活被阻斷的冗余鏈路以恢復網(wǎng)絡的連通。網(wǎng)橋之間通過傳遞這些內(nèi)LAN 1 LAN 2 該鏈路處于阻塞狀態(tài) 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 容就足以能夠完成生成樹的計 算。 BridgeID 組成， Bridge Priority(2bytes) + bridge MAC(6 Bytes) 配置消息格式 字節(jié)數(shù) 域 2 Protocol id 1 Version 1 Message type 1 Flags 8 Root id 4 RootPathCost 8 Bridge id 2 Port id 2 Message age 2 Maximum time 2 Hello time 2 Forward delay Protocol ID:取值 0，標識 STP 協(xié)議，占用２個 bytes。一部分為 Root Priority:占用２個 bytes,標識根網(wǎng)橋的優(yōu)先級，取值為０－ 65535，默認值一般為 32768；另一部分為根網(wǎng)橋的 MAC 地址，占用６個 bytes； Cost of Path :路徑費用，占用４個 bytes，表示從該網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑費用總和； Bridge ID:本網(wǎng)橋標識，由兩部分構成。 配置消息的處理 那么我們是如何根據(jù) 配置消息 優(yōu)先級比較的結果計算生成樹的呢 ?主要分如下的幾個步驟進行： RootID:最優(yōu)配置消息的 RootID RootPathCost:如果自己是根橋 ,則最短路徑開銷為 0,否則為它所收到的最優(yōu)配置消息的 RootPathCost 與收到該配置消息的端口開銷之和 . :更新 RootID、 RootPathCost 等參數(shù)，交換機繼續(xù)廣播發(fā)送新配置 消息 。 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 配置消息處理示例 如上圖所示，一個橋 ID=50 的交換機，分別從它的各個端口收到配置 消息 ： Port1：（ 32， 0， 32） Port2：（ 23， 18， 20） Port3：（ 23， 14， 80） Port4：（ 23， 14， 70） 配置消息 的主要內(nèi)容為 (RootID， RootPathCost， BridgelD， PortlD)，在這里為了簡化，不考慮 PortID，只考慮前三項。 通過比較優(yōu)先級，可以看到橋 ID=23 是最好的根橋，從本網(wǎng)橋到達根橋的距離為14+1=15， 并更新自己的配置消息為（ 23,15,50） 。 從 port3 和 port4 中選舉一個根端口， port3 和 port4 上收到的配置 消息 的前兩項RootID， RootPathCost 相同，按照配置消息比較原則，比較發(fā)送網(wǎng)橋 ID，可以看到 Port4 上收到的配置消息發(fā)送網(wǎng) 橋 ID較小 ，因此選舉 Port4 做為根端口。用自己的配置 消息 與從各端口（除根端口外的其他端口）收到的配置 消息 進行比較，如果自己的配置 消息 優(yōu)于從端口上收到的配置 消息 ，則把自己的這個端口置為指定端口，并發(fā)送自己的配置 消息 。通過比較可以看到 port 3 上收到的配置 消息 比自己 的配置 消息 更優(yōu)，因此就將 Port3置為阻塞狀態(tài)，自己的配置 消息 比 port1和 port2上收到的配置 消息 更優(yōu)，因此將 port1和 port2 置為指定端口，并 開始發(fā)送自己的配置 消息 。 下面我們來開始生成樹的工作過程： 1． 選舉根橋。 各交換機的最新配置 消息 SW2(1,1,2) SW3(1,1,3 ) SW4(1,2,4) SW5(1,3,5) SW6(1,2,6) 2． 選舉根端口。 那么根據(jù)這個原則，我們可以從 上面的拓撲結構中挑出那些是根端口。 用除根端口外的其他端口上所接收到的配置 消息 與自己的配置 消息 做對比，以SW4 為例 ， SW4 上保存的配置 消息 為 (1,2,4)， 從各端口接收到的配置消息分別為 Port1（ 1,2,3）Port2（ 1,3,6） Port3 (1,4,5)， 根據(jù)配置消息比較原則， Port1 上收到的配置消息比 SW2 自己的配置消息更優(yōu)，所以 Port1 被 置為阻塞狀態(tài)， Port2和 Port3 上的配置消息不如 SW2 自己的配置消息，因此 Port2 和 Port3 被置為指定端口 ， 并從 Port2 和 Port3 發(fā)送 SW2 的配置信息 (1,2,4)，同理，其他交換機按照此原則，也都完成了指定端口的選舉和阻塞端口的選擇，最后生成樹計算穩(wěn)定后的拓撲如下圖所示： 3 2 1 SW1 BID=1 SW2 BID=2 SW3 BID=3 SW4 BID=4 SW5 BID=5 SW6 BID=6 根端口 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 SW1 BID=1 SW2 BID=2 SW3 BID=3 SW4 BID=4 SW5 BID=5 SW6 BID=6 根端口 指定端口 阻塞端口 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 鏈路故障處理 如果活動的鏈路發(fā)生故障怎么辦呢 ?生成樹算法提供了一種定時器策略，配置消息中攜帶了一個生存期的域值，根網(wǎng)橋從它 的所有端口周期性的發(fā)送生存期為 0 的配置消息，收到配置消息的網(wǎng)橋也同樣從自己的指定端口發(fā)送自己的生存期為 O 的配置消息。該網(wǎng)橋?qū)仐夁@個過時的配置消息，重新開始生成樹計算。配置消息的生存期為 message age；最大生存期為 max age。 鏈路故障處理示例 Port4 的配置消息生存期 (Message Age 達到 Max Age)超時了，則拋棄該配置信息，重新進行生成樹計算，選擇 Port3 為新的根端口，而該網(wǎng)橋的配置信息沒有發(fā)生變化，仍為 (23,15,50) port 1 port 2 port 3 port 4 BridgeID=50 32， 0， 32 23， 18， 20 23， 14， 80 23， 14， 70 Root Designate Designate 23， 15， 50 23， 15， 50 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000 北京市場中心 北京市海淀區(qū)復興路 33 號翠微大廈東樓 1101 單元 郵編： 100036 電話： 01068156699 傳真： 01088210040 Port3 的配置消息生存期也超時了，則拋棄該配置信息，重新進行生成樹計算，選擇 Port2 為新的根端口，該網(wǎng)橋的配置信息變 為 (23,19,50) 臨時環(huán)路的問題 當拓撲結構發(fā)生變化，新的配置消息要經(jīng)過一定的時延才能傳播到整個網(wǎng)絡，在所有網(wǎng)橋收到這個變化的消息之前，會有兩種可能存在： 若舊拓撲中處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的端口還沒發(fā)現(xiàn)自己應該在新的拓撲中停止轉(zhuǎn)發(fā)，則可能存在臨時的環(huán)路 若舊的拓撲結構中阻塞的端口還沒有發(fā)現(xiàn)自己應該在新的拓撲結構中開始轉(zhuǎn)發(fā)，則可能造成網(wǎng)絡暫時失去連通性 這兩種可能會對網(wǎng)絡造成不利的影響，為此成樹算法的定時器策略提供了一種很好的解決方案 臨時環(huán)路 的避免 端口由阻塞狀態(tài)進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時，要經(jīng)過 一定時間的延時，這個時間起碼是配置消息傳播到整個網(wǎng)絡所需最大時間的兩倍 定義 Forward 為配置消息傳播到整個網(wǎng)絡的最大時延 ，設計中間狀態(tài)：處于中間狀態(tài)的端口只是學習站點的地址信息，但不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；端口從阻塞狀態(tài)經(jīng)過 Forward Delay 的延時后進入中間狀態(tài)； 再經(jīng)過 Forward Delay 的延時后才能進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這種狀態(tài)可以是由于端口的物理狀態(tài)導致的，也可能是管理者手工配置的。不過不能發(fā)送配置消息，也不進行地址學習。 learning：處于這個狀態(tài)的端口同樣不能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，但是開始地址學習，并可以接收、處理和發(fā)送配置消息。 福 建 星 網(wǎng) 銳 捷 網(wǎng) 絡 有 限 公 司 福州總部 福州市金山大道 618 號橘園洲星網(wǎng)銳捷科技園 郵編： 350002 電話： 059183057888/83057000