第五章管理交换网络中的冗余链路.

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BPDU帧各部分说明
（1）RootBID：包括有根网交换机的网交换机ID，即本交换机所认为 的根交换机的ID。会聚后的网交换机网络中，所有配置BPDU中的该字 段都应该具有相同值（单个VLAN）。 （2）RootPathCost：通向有根网交换机（RootBridge）的所有链路的 积累资本。 （3）PortID：发送该报文的端口ID，每个端口值都是唯一的。 （4）MessageAge：记录RootBridge生成当前BPDU起源信息所消耗的 时间，即本报文的存活时间。 （5）MaxAge：保存BPDU的最长时间。 （6）HelloTime：指周期性配置BPDU间的时间。 （7）ForwardDelay：用于Listening和Learning状态的时间，也反映了 拓扑变化通知（Topology Change Notification）过程中的时间情况。
1.1.1 层次化体系结构
SW1 SW2
SW3
VOD Server
PC1
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使用备份连接，可以提高网络的健全性、稳定性。
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产生环路
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VOD Server
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环路问题将会导致：广播风暴、多帧复制及MAC 地址表的不稳定等问题。 第6页
冗余链路出现的问题--环路
广播风暴
发送一个广播帧
表示层的功能 数据的解码和编码；数据的加密和解密；数据的压缩和 解压缩 2018/8/6 表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官。 第7页
广播风暴
•在网络中当大量广播流量同时在网络中传播 时，便会发生数据包的碰撞。而网络试图缓 解这些碰撞并重传更多的数据包，结果导致 全网的可用带宽减少，并归终使得网络失去 连接而瘫痪。这种现象称为广播风暴。 •二层协议没有控制环路数据帧的机制。 •路由器和三层交换机可以很好地解决这个问 题。
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多帧复制
网络中如果存在环路，目的主机可能会收 到某个数据帧的多个副本，此时会导致上 层协议在处理这些数据帧时无从选择，产 生迷惑。
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MAC地址表不稳定
•当交换机连接不同网段时，将会出现通 过不同端口接收到同一个广播多个副本 的情况。这将会同时导致MAC地址表的 多次刷新。 •持续的刷新会严重耗用内存资源，影响 交换机的工作能力，降低整个网络的运 行效率。
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STP的工作原理
（1）在网络中选出一个根交换机。 （2）每个交换机都计算出到根交换机的最短路径，在非根交换 机上选出一个根口，即提供最短路径开销到根交换机的端口。 （3）在每个网段上选择一个交换机端口处理该段网络的流量， 在网段内有最小根路径开销的端口作为指定端口。 （4）根口就不再参与指定端口的竞争。 （5）根交换机上的接口都是指定端口。 （6）非指定端口就是我们选出的锁定的那个端口，即冗余端口。 根口和指定端口进入转发状态，其他非指定端口处于阻塞状态。
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BPDU的作用
STP 通过不断地相互交换 BPDU 来获取建立最佳树型拓 扑结构所需要的重要信息。当交换机的一个端口收到高 优 先 级 的 BPDU （ 更 小 的 交 换 机 ID 、 更 小 的 RootPathCost等）就在此端口保存这些信息，同时向所 有端口更新并传播信息。如果交换机收到一个比自己优 先 级 低 的 BPDU （ 更 大 的 交 换 机 ID 、 更 大 的 RootPathCost等），丢弃该信息。
第五章管理交换网络中的 冗余链路
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5.1 网络中的冗余链路 5.2 生成树协议 5.3 以太网链路聚合
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网络中存在的单点故障
故障
网络中的单点故障可导致网络的无法访问
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交换网络中的冗余链路
故障
在网络中提供冗余链路解决单点故障问题
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这样的算法就是生成树算法（Spanning-Tree Algorithm，STA）
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生成树协议
•生成树协议（Spanning-Tree Protocol，STP）就定义了生
成树算法（Spanning-Tree Algorithm，STA），它的主要作
用就是通过从软件层面修改网络物理拓扑结构来构建一个无 环路逻辑转发树型拓扑结构，发现故障并随之进行恢复，自 动更新网络拓扑结构，使在任何时候都选择可能的最佳树型 结构。它提供了物理线路的冗余连接，消除了网络风暴，从
而提高网络的稳定性和降低网络故障的发生率。
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生成树的发展
•IEEE 802.1d 定义了STP •第一代生成树协议：STP/RSTP。 •第二代生成树协议：PVST/PVST+。 •第三代生成树协议：MISTP/MSTP。
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交换机协议数据单元 BPDU
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选择根交换机
1、首先双方交换机都向对方发送BPDU数据包，交换彼此状态。 2、通过比较BPDU包里的交换机ID来选择哪个交换机作为根交换机。
BPDU是一个二层报文，其目的MAC地址为一个多播地址 01-80-C2-00-00-00，应用STP的交换机定期相互发送和 接收BPDU，并对接收到的BPDU进行处理。BPDU的数 据区域里携带了用于计算生成树的所有有用的信息 。
BPDU帧格式
ProtocolID（2） SenderBID（8） Version（1） PortID（2） Type（1） M-Age（2） Flags（1） MaxAge（2） RootBID（8） Hellotime（2） RootPathCost（4） ForwardDelay（2）
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解决方法
SW1 SW2
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在设计时增加一条链路作备用，先不连接到交换机上，当 连接的端口或网线出现故障时，人工将原链路拆除，换上 备份链路。临时关闭网络中冗余的链路
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环路问题的解决
主要链路正 常时，断开 备份链路
主要链路出故 障时,自动启 用备份链路