理论教育 「以太网桥接」的原理与实现方式详解

「以太网桥接」的原理与实现方式详解

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在以太网层(层2)中,本地以太网桥接依赖于MAC地址学习、未知单播业务溢出和确保无循环拓扑的生成树协议。如果两个以太网网桥被连接并且存在一种方式是层2帧能找到回到原始网桥的通路,那么就形成一个环。类似地,如果网桥出现故障,可以通过另一个网桥支持上行连接。在IEEE802.1d中定义了初始的生成树协议。RSTP、IEEE802.1w[10],通过根网桥的快速选择和连接到主机的网桥端口状态快速改变提升了协议性能。MSTP、IEEE802.1s[11],支持多达64个生成树实例。

「以太网桥接」的原理与实现方式详解

以太网层(层2)中,本地以太网桥接依赖于MAC地址学习、未知单播业务溢出和确保无循环拓扑的生成树协议。使用这个方法,存在单激活拓扑,并且不可能有负载共享。在冗余的层2拓扑中,通过生成树计算一个新的无循环层2拓扑产生重建。结果是一个树状拓扑:来自所有基站(叶节点)的业务都经过根节点。

在层2桥接中,一次只能有一个单一的层2转发路径。如果两个以太网网桥被连接并且存在一种方式是层2帧能找到回到原始网桥的通路(通过不同的端口),那么就形成一个环。未知单播帧和广播帧在所有端口都被溢出。如果有环存在,在配置修改之前,层2帧就会无止境地循环。

多路径存在的最初原因是网络弹性。如果主链路出现故障,替代链路可以承载业务。类似地,如果网桥出现故障,可以通过另一个网桥支持上行连接。在这些情况下,为了规避环的存在,需要阻塞一个或者多个端口。为了达到这个目的,IEEE提出把生成树作为标准化控制协议[8]。如果一个链路出现故障,为了减轻故障带来的影响,需要改变现存层2拓扑并且改变被阻塞的端口到转发状态。(www.daowen.com)

随着层2广播域(VLAN)规模的增长,在VLAN中的每一个站都接收其他站的帧,位置单播和广播帧溢出变得更明显。这种业务的一部分是基本的控制面业务。ARP就是一个例子,需要初期创建IP地址到MAC地址的绑定。虽然未知单播业务很少,但是广播业务一直存在。在广播域中的站的数量是受限的。

生成树有许多版本。进一步说,一些经常被使用的版本,虽然没有被IEEE标准化,但是已经被专利化了。并且,该协议中引入了一些增强作为设备的具体功能[9]。在IEEE802.1d中定义了初始的生成树协议。RSTP、IEEE802.1w[10],通过根网桥的快速选择和连接到主机的网桥端口状态快速改变提升了协议性能。MSTP、IEEE802.1s[11],支持多达64个生成树实例。每一个实例都能有一个不同的根网桥,允许基于负载共享的VLAN。

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