服務(wù)器的生成樹冗余與負(fù)載分擔(dān)技術(shù)是什么

本篇內(nèi)容主要講解“服務(wù)器的生成樹冗余與負(fù)載分擔(dān)技術(shù)是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“服務(wù)器的生成樹冗余與負(fù)載分擔(dān)技術(shù)是什么”吧!

    交換層有三個(gè)地方涉及到冗余與負(fù)載分擔(dān)，分別是生成樹、EC以太網(wǎng)通道、FHRP網(wǎng)關(guān)協(xié)議。本文關(guān)于生成樹相關(guān)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。生成樹（包括stp、rstp、mstp）的三層主要功能由低至高分別為：防環(huán)收斂、冗余備份、負(fù)載均衡。首先說明，冗余與負(fù)載分擔(dān)是兩個(gè)概念。冗余往往與備份是聯(lián)系在一起的，單純有冗余技術(shù)并不一定能實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。而負(fù)載分擔(dān)技術(shù)是依賴于冗余的。

1、STP（Spanning-Tree Protocol）

    STP協(xié)議生來就是為了冗余而存在的，單純樹型的網(wǎng)絡(luò)無法提供足夠的可靠性，由此我們引入了額外的鏈路， 這才出現(xiàn)了環(huán)路這樣的問題。但單純是標(biāo)準(zhǔn)的802.1D STP協(xié)議并不能實(shí)現(xiàn)真正的冗余與負(fù)載分擔(dān)。

   STP為IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)，它內(nèi)部只有一棵STP tree，因此必然有一條鏈路要被blocking，不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，只有另外一條鏈路出現(xiàn)問題時(shí)，這條被blocking的鏈路才會(huì)接替之前鏈路所承擔(dān)的職責(zé)，做數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。無論怎樣，總會(huì)有一條鏈路處于不被使用的狀態(tài)，冗余是有了，但是負(fù)載分擔(dān)是不可想象的。

   cisco對(duì)STP做了改進(jìn)，它使得每個(gè)VLAN都運(yùn)行一棵stp tree，這樣第一條鏈路可以為vlan 1 2 3服務(wù)，對(duì)vlan 4 5 6 blocking，第二條鏈路可以為vlan 4 5 6 forwarding，對(duì)vlan 1 2 3關(guān)閉，無形中實(shí)現(xiàn)了鏈路的冗余，負(fù)載分擔(dān)。這種技術(shù)被稱之為PVST+。

   隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的STP協(xié)議無法滿足主備快速切換的需求，因?yàn)镾TP協(xié)議將端口定義了5種狀態(tài)，分別為：blocking listening learning forwarding disabling，想要從blocking切換至forwarding狀態(tài)，必需要經(jīng)過50秒的周期，這50秒我們只能被動(dòng)地去等待。20秒的blocking狀態(tài)下，如果沒有檢測(cè)到鄰居發(fā)來的BPDU包，則進(jìn)入listening，這時(shí)要做的是選舉Root Bridge、Designate Port、Root Port，15秒后，進(jìn)入learning，learning狀態(tài)下可以學(xué)習(xí)MAC地址，為最后的forwarding做準(zhǔn)備，同樣是15秒，最后到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這樣的延時(shí)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下是讓人極為難以忍受的。

2、RSTP（802.1w）
    RSTP的出現(xiàn)解決了延時(shí)的問題，它的收斂速度很快，當(dāng)然CISCO也針對(duì)這種技術(shù)推出了自 已的RPVST+技術(shù)。RSTP在STP基礎(chǔ)上 額外定義了兩種port role（注意這里的概念，端口角色），分別是 alternate與backup。另外重新規(guī)定了 port state（端口狀態(tài)），分別為discarding、Learning、Forwarding. 

    STP的一大失敗之處在于混淆了port role與port state兩種概念，在RSTP上，這樣的問題不再存在了，port state與port role無關(guān)了。alternate port責(zé)任是為另一臺(tái)交換機(jī)上的鏈路作備份，而backup port是為本交換機(jī)上的端口作備。

   RSTP最重要的變化在于對(duì)BPDU中type字段的利用上，之前STP只使用了其中的兩個(gè)位，另外6個(gè)位中實(shí)現(xiàn)了很多的功能，包括不再需要去等待50秒的時(shí)間完成主備切換，直接利用proposal與agreement協(xié)商即可，這樣大大縮短了收斂時(shí)間。

   RSTP還定義了兩個(gè)新的概念：edge port與link type，如果是edge port，表明下面接的只能是主機(jī)，環(huán)路的存在是不可能的，所以我們可以直接將其從discarding切換到forwarding狀態(tài)，類似于STP中的port fast技術(shù)。而link type定義了這條鏈路是point-to-point的還是shared。如果有pt-pt環(huán)境下，我們就可以做快速的切換了。

3、MSTP（802.1s）

   STP和RSTP都采用了一棵STP tree，負(fù)載分擔(dān)不可實(shí)現(xiàn)，而CISCO的PVST+與RPVST+采用了每個(gè)VLAN一棵生成樹，雖然實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，但是會(huì)占用非常多的CPU時(shí)間。這也正是MSTP（802.1s）產(chǎn)生的原因。

   MSTP可以將多個(gè)VLAN的生成樹映射為一個(gè)實(shí)例，即vlan map to a instance，我們不需要那么多的生成樹，只需要按照冗余鏈路的條數(shù)來得出需要幾棵生成樹。

   如果只有兩條鏈路，并且有1-1000個(gè)VLAN，我們可以將1-500定義為instance 1，將501-1000定義到instance 2。只生成兩棵樹1和2，同樣實(shí)現(xiàn)了冗余與負(fù)載分擔(dān)。

MSTP是基于RSTP的，沒有RSTP，MSTP是無法運(yùn)行的。

另：

PVST+ 與 RPVST+ 模式下：交換機(jī)可支持128個(gè)STP instance。

MSTP模式下：交換機(jī)可支持65個(gè)MST instance，當(dāng)然每個(gè)實(shí)例中的VLAN數(shù)目是無限的。

4.Ether channel

   其實(shí)channel技術(shù)不僅僅是接口的綁定，通常當(dāng)我們骨干鏈路帶寬不足的時(shí)候，可能會(huì)想到綁定多條鏈路，這時(shí)候自然會(huì)用到ether-channel技 術(shù)，它把多條物理接口綁定為一個(gè)邏輯接口，最多可綁定8個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)1600G的帶寬綁定效果。但是實(shí)際上數(shù)據(jù)的傳輸過程中仍然是通過物理的接口來轉(zhuǎn)發(fā)的。這就為我們做負(fù)載分擔(dān)又提出了一種方案。我們可以根據(jù)源、目的IP地址來做負(fù)載分擔(dān)，也就是一條會(huì)話。第一條會(huì)話走第1個(gè)接口，第2條會(huì)話自動(dòng)切換到第2個(gè)物理接口去做轉(zhuǎn)發(fā)。。。。。。這樣就不會(huì)使大量的數(shù)據(jù)都通過物理接口1來做轉(zhuǎn)發(fā)了。

   Ether Channel可以通過手動(dòng)指定，當(dāng)然也可以動(dòng)態(tài)形成，這就需要提到另外兩種技術(shù)，一種是思科私有的PAGP,另外一種是IEEE標(biāo)準(zhǔn)的LACP（802.3ad），我們只需要注意他們的協(xié)商方式。

接口模式：on、desirable、auto：

   配置為on時(shí)，表示不接受PAGP的動(dòng)態(tài)協(xié)商，要完全手工指定，也就是兩端必須一致配置為on模式，否則無法綁定。

   desirable表示主動(dòng)協(xié)商，如對(duì)端為desirable或auto都可形成channel。

   auto表示被動(dòng)協(xié)商，如果對(duì)端為auto，就無法形成channel，這時(shí)必須對(duì)端為desirable。

   這其實(shí)很好理解，但是為什么要注意它，是因?yàn)槲覀冊(cè)趖runk的建立時(shí)，也有幾種類似的模式，而trunk中的這幾種模式非?；靵y，無論如何都能動(dòng)態(tài)協(xié)商成功，比如on和desirable是可以協(xié)商成功的。

   LACP的接口模式有PAGE不同，但是意義類似它們分別是：on、off、passive、active。

到此，相信大家對(duì)“服務(wù)器的生成樹冗余與負(fù)載分擔(dān)技術(shù)是什么”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！