每天5分钟成为老司机 (6) 备胎与女神

2022-07-27 21:39:00 浏览数 (2)

上期,我们提到,通过增加冗余设备和冗余链路,能够让企业网络的可靠性大大增加。但是,对于冗余设备和冗余链路造成的环路,需要使用复杂的STP协议,让冗余节点和链路处于冷备状态:

这样就带来了3个问题:

  1. 链路与节点利用率低。图中的4台交换机和6条链路,实际上只有一半处于工作状态,另一半是属于冷备状态,这相当于投资闲置了。
  2. 故障切换慢。由于STP协议的局限性,“主选端口”(也就是用于转发数据的端口)在down的时候,交换机需要一定的时间,把被阻塞的端口(也就是STP协议强制处于冷备状态的端口)重新启动。这会导致业务中断几秒钟甚至1分钟以上。
  3. 环路收敛慢。我们前面提到,STP是一个“带权图”收敛为生成树的过程,因此,选举树的根节点、确定各个链路的权重等,都需要时间计算。这样,当一个设备新加入网络,并通过双链路或多链路连接到多个上行节点的时候,或误操作造成环路的时候,所产生的广播风暴也需要几十秒的时间才能消除。

由于这3个问题,人们需要一些手段改进生成树的弱点。

工程师们发现,交换机的环路引发风暴,本质上是由于广播域的自环,而生成树协议则是将广播域把连通图剪成生成树。我们知道,在以太网中,广播域的最小单位为VLAN,那么,如果实现每个VLAN一棵生成树,可以让不同的VLAN利用不同的端口和链路,那么,可以提升链路的利用率。

如图,VLAN 100和VLAN 200可以利用不同的线路上行,这样提高了端口和链路的利用率。

这种基于VLAN的生成树,叫做MSTP(Multiple Spanning Tree Portocol)。

对于故障切换慢和端口收敛慢的问题,深受女神折磨的工程师们,在寂寞的深夜,想出了另一种方式解决——养备胎。

工程师们在主选端口和冷备的阻塞端口之间,增加了一种状态——热备端口(backup port)。当主选端口出于异常状态时,立即切换到热备端口。

利用这些方法,STP的链路利用率和收敛速度大大提升,小W也可以有时间继续去认识大千世界的漂亮小姐姐了,而不老是由于约会的时候被老板电话打断,而变成女神的备胎。

欲知小W与小姐姐的后续发展,请看下回分解——

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