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交换技术应用连载:802.1W生成树

  4. 802.1W特性

  在拓扑发生变化时,802.1d生成树协议计算出一个新拓扑是非常快的,问题在于当一个端口被选为指定端口要工作时,需要经历30秒的转发延迟,这意味着有30秒的数据中断。原因是802.1d没有反馈机制用来通知实际上几秒钟后网络已达到收敛的信息。802.1w采纳了反馈机制及其他一些特性使端口快速转换到转发状态,这些特性包括:

  802.1w对BPDU的处理不同。非根桥不停地发送BPDU,缺省为每2秒发送一个,即使没有收到任何根桥的BPDU它也这么做,而802.1d则不这样。在这里BPDU实际上充当了交换机之间的存活信号(keepalive)的作用,一旦交换机连续3个BPDU数据没有收到,它就会认为与直连的根桥或指定网桥失去了连接。
  更快的信息老化机制。对于给定的一个端口,如果收不到邻居的连续3个BPDU,就立即把协议信息老化掉。这种快速信息老化方法使得链路失败能够被快速检测出来。
  802.1w使用协商机制(称为proposal/agreement)。在802.1d环境下,一个端口被选为指定端口后需要经历一个转发延迟时间才到达转发状态。而802.1w不使用任何计时器,使用协商的办法快速达到转发状态。
  拓扑变化(TC)的信息被每个交换机向网络中传播,而不是象802.1d那样单单依靠根桥。

  5. 802.1W运行过程
  需要提醒的一点是:802.1w和802.1d在同样的环境下计算出的最终拓扑是一致的,只是它们的步骤和达到收敛所需时间不同。

  下面以图11-15所示的拓扑解释快速生成树的运行过程。本例中假设在交换机A和根桥(root)之间有一条非直连路径(经由C、D),当在它们之间新增了一条直连链路后,下面的过程将会发生。

  (1) 新的链路建立之后,链路两端的端口立即处于discarding状态,这与802.1d没什么区别。不同的是此时A和root会发起协商,双方交换BPDU(如图11-15所示),root向交换机A发送的BPDU称为proposal。A一收到来自root的BPDU,就把自己的非边缘端口阻塞掉,这种操作称为sync(意思是与新的根桥BPDU信息同步)。一旦sync结束,交换机A就会明确地授权交换机root把它的端口置于转发状态(A发送给root的BPDU称为agreement)。
  (2)
  提示:边缘端口和处于discarding状态的端口被认为已经同步了。

  图 11-15过程1的图例
  (2)当交换机A把自己的非边缘端口阻塞掉之后,它和root之间的链路就转变为forwarding状态。在这一阶段,交换机A上新近被阻塞的端口也会向它的邻居端口(分别在B和C上)进行协商(发送proposal BPDU),试图快速转向forwarding状态(如图 11-16所示),这时两条链路上都进行sync的操作。假设交换机B只有边缘端口,所以它可以立即授权A把端口置为转发状态(发送agreement BPDU)。假设交换机C上也有两个边缘端口,那么交换机C只需把与D相连的端口置于discarding即可授权A把端口置于转发状态,而后过程进入第三步。


图 11-16  过程2的图例
  (3)交换机C的端口与相邻的交换机D的端口协商,进入sync操作。在没有得到邻居的授权后(假设D的端口在选举过程中落选,成为非指定端口,那么它处于discarding状态,所以已经sync),交换机C的端口转变为转发状态。最终的拓扑如图11-17所示,在D和C之间的链路上,D的端口被阻塞。

  图 11-17 过程3的图例
  上述过程显示,RSTP没有采纳任何计时器,而是使用了协商机制,使端口快速转变为forwarding状态,绕过了30秒的转发延迟。为了有效利用RSTP的快速收敛特性,管理员应该注意以下两点:
  协商仅可能发生在由点到点链路互连的交换机之间。
  边缘端口的角色更加重要了,需要正确配置,否则影响收敛。

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