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交换机网络中的冗余链路技术
技术是制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务，不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种，或者反映在技术情报或技能中，或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面。下面是小编精心整理的交换机网络中的冗余链路技术，仅供参考，希望能够帮助到大家。
交换机网络中的冗余链路技术 1
网络中的冗余链路也叫备份链路。当主链路出现故障时，会自动启动备份链路，以保障网络的通畅。它能够为网络带来健全性，稳定性和可靠性等好处
由于备份链路会出现环路从而导致广播风暴，多帧复制及MAC地址表的不稳定等。为此我们在交换机网络中还要采取生成树协议。
生成树协议主要是通过在交换机网络中选择一条最短短路径作为主路径，而其它的则作为备份链路。当开启了生成树协议时，备份链路会自动关闭;而当主链路出现故障时，备份链路又会自动开启，以保证网络通信正常。因此在使用了生成树协议后，交换机网络中就不会出现环路问题了。
生成树协议定义的几个名词：
根交换：在交换机网络中，要指定某一交换机为参照物，即根交换。根交换机的选择是通过交换机的优先级来进行的。每个交换机都有优先级，默认的为32768。数值越小，优先级越高!
指定端口：根交换机上的所以端口
根端口：除根交换机上的端口外，与根交换机相连的交换机上的端口的优先级最高的端口为根端口。
最短路径选择：
1)根据本交换机到根交换机的带宽大小(路径开销)来比较：带宽小的优先
2)根据中间连路中的交换机的MAC地址(桥ID)来判断：MAC地址越小的优先级越高
3)比较接收者的端口号优先级：当中间交换机选择了之后，要选择本交换机到中间交换机的最短路径：在中间交换机的端口中，端口优先级高的越优先。
4)比较接收者的端口号：当接收者的端口优先级都相同时，哪个端口号最小哪个优先级最高。
生成树协议的配置：
1)开启生成树协议并指定协议的类型：S(config)# spanning-tree
S(config)# spanning-tree mode { stp | rstp }
2)配置交换机的优先级，选择根交换机：S(config)# spanning-tree priority<0~61440>(4096的倍数)
3)配置交换机端口的优先级：S(config)# int fa0/ fa-id
S(config-if)# spanning-tree port-priority<0~240>(16的倍数)
4)配置交换机端口路径开销：S(config)# int fa0/ fa-id
S(config-if)# spanning-tree cost cost(开销花费 1～200 000 000)
由于生成树协议有一个等待转发和学习的过程，所以有三个时间段的延时(20秒15秒15秒)，为此又出了快速生成协议(Rstp),Rstp 的配置方式也STP的配置方法一样。
交换机网络中的冗余链路技术 2
一、交换机冗余链路
许多交换机或交换机设备组成的网络环境中，通常使用一些备份连接，以提高网络的健全性，稳定性。备份连接也叫备份链路，冗余链路等。
为了解决共享式局域网的碰撞问题，采用了交换机构成的交换式局域网，它可以识别数据帧中的封装的MAC地址，并根据地址信息将数据交换到特定端口，这样的工作方式使交换机不同端口之间不会碰撞，即分割碰撞域。但是单点失败问题难以保证通信正常，因此需要冗余技术解决单点失败问题。
虽然使用冗余备份能够为网络带来健全性，稳定性，和可靠性等好处。但备份链路使网络存在环路。环路问题是备份链路面临的最严重的问题，将导致广播风暴，多帧复制，不稳定的MAC地址表等问题。
(1)广播风暴
广播风暴是一种由于网络上广播太多导致的特殊堵塞情况，这也可能由失常的NIC卡，设计不足的网络或桥接/交换回路导致。
如果没有回路规避服务，每个交换机就会无穷无尽地泛滥广播。这种情况通常称为网络回路，从而产生广播风暴，导致带宽浪费，严重影响网络和主机性能。
消除回路的方案是通过在正常操作期间阻止四个接口中的传输或接收数据来解决的，也可以看到生成树的工作情况。
（2）重复非广播帧传输
多份非广播帧传给目的站。很多协议期望接收每个传输的单个副本，同一帧的多个副本可能导致不可恢复的错误。多数协议设计既不识别也不处理传输副本。通常，利用序列号机制的协议假定多数传输失败，序列号将被循环使用。其他协议试着传输副本到上层协议——这会导致不可预测的结果。
消除回路的方案是通过在正常操作期间阻止四个接口中的传输或接收数据来解决的，这也是生成树协议的另一个目的。
（3）MAC地址表的不稳定性
当一个帧的多个副本到达交换机的不同端口时，导致网络MAC地址表信息不稳定。
当交换机在MAC地址表中因克服地址颠簸而消耗资源时，转发的数据可能被损坏，而根据交换机的内部结构，不可能处理或不可能很好处理MAC数据库的快速变化问题。
消除回路的方案也是通过在正常操作期间阻止四个接口中的传输或接收数据来解决的，阻止数据库的不稳定性是生成树协议的另一个功能。
二、生成树协议
冗余功能是高可用性分层网络拓扑的关键要素，但是在网络中配置多条路径有可能导致环路。可使用生成树协议（STP)来防止环路。
生成树协议定义在IEEE802.1d中，是一种桥到桥的链路管理协议，在防止产生自循环的基础上提供路径冗余。为了使以太网更好的工作，两个工作站之间只有一条活动路径。网络环路的发生有多种原因，最常见的是故意生成的冗余，万一一个链路或者交换机失败，会有另一个链路或者交换机替代。所以STP的主要思想是存在冗余链路时，只允许主链路激活，如果主链路因故障断开后，备用链路才会被打开。
生成书协议分为三代：第一代生成树协议STP（IEEE802.1d）；第二代生成树协议RSTP（IEEE802.1w）；第三代生成树协议MSTP。
STP的主要作用：避免回路，冗余备份。生成树的协议基于以下几点：
（1）有唯一的组地址（01-80-C2-00-00-00）标识一个特定LAN上的所有的交换机。这个组地址能被所有的交换机识别。
（2）每个交换机有唯一的标识。
（3）每个交换机的端口有唯一的端口标识。
对生成树的管理还需要：对每个交换机协调一个相对的优先级；对每个交换机的每个端口协调一个相对的优先级；对每个端口协调一个路径花费。
关于STP的工作原理：
首先网桥有三个典型方式：透明桥，源路由桥，源路由透明桥。网桥连接两个用同样介质存取控制方法的网段，规范定义了透明桥。桥的两边的网段分属于不同的冲突域，却属于同一个广播域。
透明桥是指对于数据的接收端看不到路径中经由的交换机，认为数据是从发送端直接到达目的地。
源路由桥是由IBM公司为它的令牌环路网络开发的。
源透明路由桥是透明桥和源路由桥的结合。
在一个由透明桥桥接的网络里，存在冗余的路径就能建立一个桥回路，但桥回路对一个局域网来说是致命的。而生成树协议是一种嵌套桥协议，可以用来消除桥回路。它的工作原理是：生成树协议定义一个数据包，称为桥协议数据单元BPDU，网桥用BPDU来相互通信，并使用BPDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥，所以桥回路被消除。
含BPDU的以太帧格式
以太网帧头包括DLC头部，LLC头部，BPDU字段，填充DLC的Padding。BPDU也经常被封装在IEEE802.q的头部后。
DLC头部：长度14字节，包含DMA ,SAMA , L/T三个字段。
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