端口开销

xiaoyang

<P><FONT size=3>看到一篇文章，感觉不错，</FONT></P><P><FONT size=3>把他盗过来和大家分享一下</FONT></P><P><FONT size=3>如今在我们的商业运作中，已经越来越多的依靠网络来传输数据，于是较高可用性和可靠性成为许多网络设计的一个基本要求。在交换式的网络中，提高网络可靠性的主要手段是部署一些冗余链路，这样当主链路失效时可以使用备份链路。在一个没有冗余链路的简单桥接环境中，以太网交换机可以正常的工作，但是一旦将冗余链路添加到网络上，网络将会出现广播风暴、MAC地址表不稳定等问题，影响网络中数据的正常传递。<BR>在一个由交换机构成的网络中，访问层（Access Layer）交换机同分布层（Distribute Layer）交换机之间通常会建立冗余链路，来提高网络的可靠性，当然也会在网络中产生环路（Loop）。STP（生成树协议）就是为了克服冗余网络中交换机之间环路问题而创建的。STP协议会在交换机之间进行BPDU(桥协议数据单元)交换，并根据BPDU中的信息来选择根桥（Root Bridge），根桥是所有交换机用来决定网络中是否存在环路的参考点。根桥会从其所有端口向外发送BPDU，如果一个非根桥交换机能在多个端口上都接受到由根桥发出的BPDU就说明它同根桥之间存在环路。这时非根桥就会计算这些端口到根桥的路径开销，从中选择一个路径开销最小的端口将其置于转发（Forwarding）状态，然后阻断（Blocking）其他冗余端口。路径开销的计算主要根据端口带宽，带宽越大开销越小。一旦处于Forwarding状态的端口上的线缆失效或者上级交换机出现故障，在其转发端口上交换机就会失去根桥的BPDU信号，丢失BPDU信号20秒后，交换机就会准备将其他处于Blocking状态的端口中路径开销最小的打开至于Forwarding状态。<BR>为了重新建立无环的网络环境，交换机强迫端口从Blocking转到Forwarding之前经历两种状态，分别是：Listening（倾听）状态（15秒）—交换机用这段时间来判断到根桥是否还有其他路径，并确定打开某个端口不会在网络中造成环路；Learning（学习）状态（15秒）—交换机会在学习状态过程中了解各端口MAC地址信息，然后记录在交换机内的MAC地址表里。在这两个过程中交换机不会转发用户数据。因此端口状态从Blocking到Forwarding需要大约50秒的时间叫做收敛时间（Convergence Time），在这段时间内用户数据将无法正常传递。<BR>在交换机网络中，我们可以采用PortFast 、UplinkFast、 BackboneFast等技术来减少STP的收敛时间（Convergence Time）。PortFast和UplinkFast技术使用在访问层。<BR>STP协议会运行在交换机的所有端口上，但访问层交换机的许多端口连接着工作站或服务器，这些点到点连接是不会出现环路的。我们可以使用PortFast技术将这类端口从STP的计算中排除出去。当主机连接到交换机时，启动PortFast的端口将直接成为转发状态，避免了STP计算造成用户在最初一段时间不能使用网络的情况，将工作站或服务器连接上网的时间减至最短。在使用PortFast时一定要确保该端口是连接主机而不是其他交换机，因为不参与STP计算的端口在连接其他交换机时可能会导致网络中产生环路。<BR>当访问层交换机有两条链路连接分布层设备时，如果出现环路肯定会有一条链路在STP计算时被阻断掉。在主链路断掉时，被STP阻断的端口需要重新进行计算，在经过50秒后被打开参与用户数据的转发。在访问层交换机上启动UplinkFast功能后，如果交换机在直连的主链路上检测到失效，那么交换机会立即将被阻断的备份端口打开转发数据，通常情况下只需要2到4秒钟的时间。这样就可以通过UplinkFast提高交换网络的收敛速度。</FONT></P>