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以太網(wǎng)交換板原理
瑞光數(shù)碼公司在IDM MSTP155-24平臺(tái)推出的以太網(wǎng)交換板基于生成樹協(xié)議和單向鏈路協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)在單向鏈路的情況下完成以太網(wǎng)交換并達(dá)到環(huán)網(wǎng)保護(hù)的目的，有效地克服了SDH環(huán)網(wǎng)中單方向光纖斷路時(shí)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)保護(hù)中的問題。
生成樹協(xié)議拓?fù)洌⊿TP：Spanning Tree Protocol）結(jié)構(gòu)的思路是: 不論網(wǎng)橋（交換機(jī)）之間采用怎樣物理聯(lián)接，網(wǎng)橋(交換機(jī))能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)沒有環(huán)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)路，這個(gè)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)路必須是樹型的。生成樹協(xié)議還能夠確定有足夠的連接通向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)部分。所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要么進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，要么進(jìn)入阻塞狀態(tài),這樣就建立了整個(gè)局域網(wǎng)的生成樹。當(dāng)首次連接網(wǎng)橋或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)橋都將進(jìn)行生成樹拓?fù)涞闹匦掠?jì)算。為穩(wěn)定的生成樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇一個(gè)根橋, 從一點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)到另一點(diǎn)，出現(xiàn)兩以上條路徑時(shí)只能選擇一條距離根橋最短的活動(dòng)路徑。生成樹協(xié)議這樣的控制機(jī)制可以協(xié)調(diào)多個(gè)網(wǎng)橋(交換機(jī))共同工作，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以避免因?yàn)橐粋�(gè)接點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接功能的丟失，而且冗余設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路不會(huì)出現(xiàn)廣播風(fēng)暴。
而在環(huán)網(wǎng)保護(hù)中光有STP生成樹協(xié)議是不夠的，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)中會(huì)有生成樹協(xié)議失效的情況出現(xiàn)，如果在提供冗余鏈路的局域網(wǎng)中的生成樹協(xié)議失效了，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就可能處于阻塞癱瘓狀態(tài)。通常生成樹算法的錯(cuò)誤將導(dǎo)致橋接環(huán)路，一般認(rèn)為二層鏈路環(huán)路是由于設(shè)備硬件或是系統(tǒng)軟件的BUG所導(dǎo)致，其實(shí)不然。
在SDH環(huán)網(wǎng)的某些情況下，未檢測(cè)出來的光路故障可能導(dǎo)致單向鏈路的存在，由于生成樹具有單向的BPDU（橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元）流，對(duì)這種故障相當(dāng)敏感。鏈路只能單向通信狀態(tài)卻仍然為L(zhǎng)INKUP狀態(tài)，對(duì)于STP來說是非常危險(xiǎn)的。如果STP運(yùn)行在二層環(huán)路上，其中被阻塞的端口收不到上游指定交換機(jī)的BPDU了，那么隨著端口STP信息的老化，這個(gè)被阻塞端口的狀態(tài)將遷移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這樣就造成了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路或者STP環(huán)路。一個(gè)運(yùn)行生成樹協(xié)議的環(huán)路如果沒有阻塞端口，不但普通的廣播包會(huì)形成廣播風(fēng)暴，甚至是BPDU包都會(huì)在環(huán)路內(nèi)激增造成多播包的風(fēng)暴，這種情況會(huì)是更加致命的。
對(duì)于互連的兩臺(tái)交換機(jī)的端口來說，如果鏈路在兩端的自動(dòng)協(xié)商機(jī)制檢測(cè)都是LINKUP的，但是對(duì)端能收到本端通過這條鏈路發(fā)出去的信息，而本端收不到對(duì)端發(fā)送來的信息，這就是單向鏈路。
基于上面敘述的原因，在鏈路層增加一個(gè)單向鏈路檢測(cè)的機(jī)制，以在鏈路形成環(huán)路之前及時(shí)消除這種單向鏈路，消除它對(duì)STP造成的隱患，保障網(wǎng)絡(luò)不受單向鏈路的影響。單向鏈路檢測(cè)就其設(shè)計(jì)目的來說，主要是有兩個(gè)方面。一方面就是檢測(cè)出網(wǎng)絡(luò)中存在的單向鏈路，防止其引起生成樹協(xié)議的失效;另一方面是減少鏈路對(duì)物理層自動(dòng)協(xié)商等機(jī)制的依賴。
單向鏈路檢測(cè)原理采用的協(xié)議是DLDP（Device Link Detection Protocol），它的功能是在一個(gè)存在單向鏈路的網(wǎng)絡(luò)中，在其引起生成樹協(xié)議失效之前，檢測(cè)出會(huì)引起生成樹協(xié)議失效的單向鏈路，把這條鏈路關(guān)閉，從而有效地防止由于生成樹協(xié)議失效而造成的網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴等。單向鏈路檢測(cè)協(xié)議除了應(yīng)用于光纖媒介以外，也可以應(yīng)用于其他媒介，比如雙絞線、同軸電纜等。
生成樹協(xié)議拓?fù)洌⊿TP：Spanning Tree Protocol）結(jié)構(gòu)的思路是: 不論網(wǎng)橋（交換機(jī)）之間采用怎樣物理聯(lián)接，網(wǎng)橋(交換機(jī))能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)沒有環(huán)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)路，這個(gè)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)路必須是樹型的。生成樹協(xié)議還能夠確定有足夠的連接通向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)部分。所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要么進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，要么進(jìn)入阻塞狀態(tài),這樣就建立了整個(gè)局域網(wǎng)的生成樹。當(dāng)首次連接網(wǎng)橋或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)橋都將進(jìn)行生成樹拓?fù)涞闹匦掠?jì)算。為穩(wěn)定的生成樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇一個(gè)根橋, 從一點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)到另一點(diǎn)，出現(xiàn)兩以上條路徑時(shí)只能選擇一條距離根橋最短的活動(dòng)路徑。生成樹協(xié)議這樣的控制機(jī)制可以協(xié)調(diào)多個(gè)網(wǎng)橋(交換機(jī))共同工作，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以避免因?yàn)橐粋�(gè)接點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接功能的丟失，而且冗余設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路不會(huì)出現(xiàn)廣播風(fēng)暴。
而在環(huán)網(wǎng)保護(hù)中光有STP生成樹協(xié)議是不夠的，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)中會(huì)有生成樹協(xié)議失效的情況出現(xiàn)，如果在提供冗余鏈路的局域網(wǎng)中的生成樹協(xié)議失效了，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就可能處于阻塞癱瘓狀態(tài)。通常生成樹算法的錯(cuò)誤將導(dǎo)致橋接環(huán)路，一般認(rèn)為二層鏈路環(huán)路是由于設(shè)備硬件或是系統(tǒng)軟件的BUG所導(dǎo)致，其實(shí)不然。
在SDH環(huán)網(wǎng)的某些情況下，未檢測(cè)出來的光路故障可能導(dǎo)致單向鏈路的存在，由于生成樹具有單向的BPDU（橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元）流，對(duì)這種故障相當(dāng)敏感。鏈路只能單向通信狀態(tài)卻仍然為L(zhǎng)INKUP狀態(tài)，對(duì)于STP來說是非常危險(xiǎn)的。如果STP運(yùn)行在二層環(huán)路上，其中被阻塞的端口收不到上游指定交換機(jī)的BPDU了，那么隨著端口STP信息的老化，這個(gè)被阻塞端口的狀態(tài)將遷移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這樣就造成了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路或者STP環(huán)路。一個(gè)運(yùn)行生成樹協(xié)議的環(huán)路如果沒有阻塞端口，不但普通的廣播包會(huì)形成廣播風(fēng)暴，甚至是BPDU包都會(huì)在環(huán)路內(nèi)激增造成多播包的風(fēng)暴，這種情況會(huì)是更加致命的。
對(duì)于互連的兩臺(tái)交換機(jī)的端口來說，如果鏈路在兩端的自動(dòng)協(xié)商機(jī)制檢測(cè)都是LINKUP的，但是對(duì)端能收到本端通過這條鏈路發(fā)出去的信息，而本端收不到對(duì)端發(fā)送來的信息，這就是單向鏈路。
基于上面敘述的原因，在鏈路層增加一個(gè)單向鏈路檢測(cè)的機(jī)制，以在鏈路形成環(huán)路之前及時(shí)消除這種單向鏈路，消除它對(duì)STP造成的隱患，保障網(wǎng)絡(luò)不受單向鏈路的影響。單向鏈路檢測(cè)就其設(shè)計(jì)目的來說，主要是有兩個(gè)方面。一方面就是檢測(cè)出網(wǎng)絡(luò)中存在的單向鏈路，防止其引起生成樹協(xié)議的失效;另一方面是減少鏈路對(duì)物理層自動(dòng)協(xié)商等機(jī)制的依賴。
單向鏈路檢測(cè)原理采用的協(xié)議是DLDP（Device Link Detection Protocol），它的功能是在一個(gè)存在單向鏈路的網(wǎng)絡(luò)中，在其引起生成樹協(xié)議失效之前，檢測(cè)出會(huì)引起生成樹協(xié)議失效的單向鏈路，把這條鏈路關(guān)閉，從而有效地防止由于生成樹協(xié)議失效而造成的網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴等。單向鏈路檢測(cè)協(xié)議除了應(yīng)用于光纖媒介以外，也可以應(yīng)用于其他媒介，比如雙絞線、同軸電纜等。
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