了解 VLAN 之间的桥接问题

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识辑秦
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1 了解 VLAN 之间的桥接问题目录简介先决条件要求使用的组件规则生成树拓扑考虑事项使用 VLAN 网桥生成树协议的分层生成树的推荐用法 VLAN 网桥 DEC 和 IEEE 802.1D 生成树协议的生成树默认值 MSFC 上使用 VLAN 网桥生成树协议的示例配置 MSFC 上使用 DEC 生成树协议的示例配置相关信息简介 VLAN 间桥接是一起同时桥接多个 VLAN 的概念偶尔需要 VLAN 间桥接是为了桥接多个 VLAN 之间的不可路由协议或不支持的路由协议在您配置 VLAN 间桥接之前, 有几个必须考虑的拓扑注意事项和限制本文档包含了这些注意事项, 并推荐了配置解决方法以下列表简要汇总了 VLAN 间桥接可能引发的问题 : 各 VLAN 间路由器上的高 CPU 利用率所有 VLAN 属于单一 STP 拓扑实例的折叠式生成树协议 (STP) 未知单播组播和广播包的第 2 层 (L2) 过度泛洪分段的网络拓扑少数协议 ( 如局域传输 (LAT) 和 Netbeui) 无法进行路由有一种产品需求允许此类协议为桥接于包含路由器网桥组的两个或多个 VLAN 之间的软件当在 VLAN 之间一起桥接某些协议时, 如果各个 VLAN 之间存在多个连接, 您必须提供一种机制来防止形成 L2 环路涉及的网桥组上的 STP 可防止形成环路, 但也存在以下潜在问题 : 每个 VLAN 的 STP 都可能折叠为单一 STP, 该 STP 包含所有一起桥接的 VLAN 您将无法在每个 VLAN 上放置根网桥这是 Uplink Fast 的正常运行所必需的网络链路中点位置的控制能力受阻 VLAN 很可能会在 VLAN 的中间被分区这会中断对 VLAN 路由器协议部分 ( 如 IP) 的访问桥接协议仍然有效, 但在这种情况下其会采取更长的路径先决条件要求

本文档没有任何特定的要求使用的组件本文档不限于特定的软件和硬件版本本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的本文档中使用的所有设备最初均采用原始 ( 默认 ) 配置如果您使用的是真实网络, 请确保您已经了解所有命令的潜在影响规则有关文档规则的详细信息, 请参阅 Cisco 技术提示规则生成树拓扑考虑事项将同一 STP 用作 L2 交换机的路由器上的 VLAN

2 本文档没有任何特定的要求使用的组件本文档不限于特定的软件和硬件版本本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的本文档中使用的所有设备最初均采用原始 ( 默认 ) 配置如果您使用的是真实网络, 请确保您已经了解所有命令的潜在影响规则有关文档规则的详细信息, 请参阅 Cisco 技术提示规则生成树拓扑考虑事项将同一 STP 用作 L2 交换机的路由器上的 VLAN 间网桥将为作为同一网桥成员的每个 VLAN 带来单一 STP 实例默认情况下, 所有 Catalyst 交换机和路由器都会运行 IEEE STP 因为所有 VLAN 拥有单一的 STP 实例, 所以会产生一些副作用例如, 一个 VLAN 中的拓扑更改通知 (TCN) 会传播到所有 VLAN 过多的 TCN 可能会导致过度的单播泛洪有关 TCN 的更多信息, 请参阅了解生成树协议拓扑更改在此物理拓扑的基础上讨论了其他可能的副作用 : 显示的图表说明了典型第 3 层 (L3) 网络的物理拓扑

3 因为存在两个 VLAN, 所以交换机和路由器之间的所有中继同时承载 VLAN 1 和 VLAN 2 和所有 Catalyst 交换机一起, 每个 VLAN 都有各自的 STP 拓扑例如,VLAN 1 和 VLAN 2 的 STP 可以用逻辑图展示 : 一旦两个 Catalyst 6500 中的多层交换机特性卡 (MSFC) 被配置为与 IEEE STP 进行桥接,VLAN 1 和 VLAN 2 都会一起桥接以形成单一的 STP 实例这种单一的 STP 实例仅包含一个 STP 根查看 MSFC 桥接网络的另一种方式是将 MSFC 视为独立网桥一个包含 MSFC 的 STP 实例会导致不合需要的网络拓扑在此图表中, 将 Catalyst 6500 以虚拟方式连接到 MSFC 路由器的端口 ( 端口 15/1) 处于 VLAN 2 的 STP 阻塞状态由于 Catalyst 6500 不会对 L2 数据包和 L3 数据包进行区分, 并且此端口处于 STP 阻塞状态, 因此, 所有发送到 MSFC 的数据流都会丢失例如, 图表中所示的 VLAN 2 PC 能够与交换机 1 上的 MSFC 进行通信, 但不能与其自身的交换机 ( 交换机 2) 上的 MSFC 进行通信

4 在此图表中,STP PortVLANCost 在 Catalyst 6500 交换机之间的中继上增加, 以便连接到 MSFC 的端口处于 STP 转发状态在这种情况下, 从 VLAN 2 中的交换机 2 连接到交换机 1 的端口处于 STP 阻塞状态 STP 拓扑通过 MSFC 转发 VLAN 2 流量因为 MSFC 针对 IP 路由进行配置, 所以 MSFC 只桥接非 IP 帧因此,VLAN 2 中的 PC 不能与交换机 1 上的 VLAN 2 设备进行通信这是因为连接到该交换机的端口处于阻塞状态, 并且 MSFC 不会桥接任何 L3 帧

5 在此图表中,MSFC 阻塞了交换机 2 的 VLAN 2 连接 MSFC 只会阻塞 L2 帧离开该交换机的 VLAN 2 连接, 而不会阻塞 L3 帧这是因为 MSFC 是能够确定需要桥接或需要路由的帧之间区别的 L3 设备本例中没有网络分段, 而且所有网络数据流都按要求流动虽然没有网络分段, 但仍存在用于所有 VLAN 的单一 STP 实例使用 VLAN 网桥生成树协议的分层生成树的推荐用法分层设计是如何配置 VLAN 间桥接的首选方法分层设计可配置为 Digital Equipment Corporation (DEC) 或 MSFC 上的 VLAN 网桥 STP 推荐使用 VLAN 网桥而不是 DEC 独立的 STP 创建了双层 STP 设计通过这种方式, 单个 VLAN 会维护其各自的 IEEE STP 实例 DEC 或 VLAN 网桥协议创建了对 IEEE STP 透明的 STP 拓扑此协议还会将 MSFC 上的相应端口置于阻塞状态, 以避免 L2 环路层次结构基于以下事实 :DEC 和 VLAN 网桥 STP 不传播 IEEE 网桥端口数据单元 (BPDU), 但 IEEE STP 会传播 DEC 和 VLAN 网桥 BPDU 在此图表中,MSFC 运行 VLAN 网桥 STP,Catalyst 6500 交换机运行 IEEE STP 因为 MSFC 不通过来自该交换机的 IEEE BPDU, 所以该交换机上的每个 VLAN 都运行单独的 IEEE STP 实例因此, 交换机上的所有端口都处于转发状态这些交换机通过来自 MSFC 的 VLAN 网桥 BPDU 因此, 非根 MSFC 上的 VLAN 接口处于阻塞状态本例中没有网络分段所有网络数据流根据要求使用两个不同的 STP 进行流动 MSFC(L3 设备 ) 能够确定需要桥接或路由的帧之间的区别

6 VLAN 网桥 DEC 和 IEEE 802.1D 生成树协议的生成树默认值 STP Prot ocol IEE E D VLA N 网桥 DE C 目标组地址 C C- CD-CD-CE b 数据链路报头 SAP 0x4242 SNAP cisco TYPE 0x010c 最大老化时间 ( 秒 ) 转发延迟 ( 秒 ) x Hello 时间 ( 秒 ) MSFC 上使用 VLAN 网桥生成树协议的示例配置因为 VLAN 网桥 STP 在 IEEE STP 的顶部运行, 所以您必须延长转发延迟的时间, 此时间应超过在拓扑改变后 IEEE STP 稳定所需的时间这样可确保不会产生临时环路为了支持这一点, 需将 VLAN 网桥 STP 参数的默认值设置为高于 IEEE 的默认值示例显示 : MSFC 1( 根网桥 ) interface Vlan1 ip address

7 interface Vlan2 ip address bridge 1 protocol vlan-bridge bridge 1 priority 8192 MSFC 2 interface Vlan1 ip address interface Vlan2 ip address bridge 1 protocol vlan-bridge MSFC 上使用 DEC 生成树协议的示例配置因为 DEC 协议 STP 在 IEEE STP 的顶部运行, 所以您必须延长转发延迟的时间, 此时间应超过在拓扑改变后 IEEE STP 稳定所需的时间这样可确保不会产生临时环路为了支持这一点, 您必须调整 DEC STP 的默认值 DEC STP 的默认转发延迟时间是 30 秒与 IEEE 或 VLAN 网桥 STP 不同,DEC STP 将其监听 / 学习组合到一个计时器中因此, 在所有运行 DEC STP 的路由器上, 您必须将 DEC 的转发延迟时间延长到至少 40 秒示例显示 : MSFC 1( 根网桥 ) interface Vlan1 ip address interface Vlan2 ip address bridge 1 protocol dec bridge 1 priority 8192 bridge 1 forward-time 40 MSFC 2 interface Vlan1 ip address interface Vlan2 ip address bridge 1 protocol dec bridge 1 forward-time 40 相关信息 LAN 产品支持页 LAN 交换技术支持页

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实施生成树学习沉淀成长分享 Spanning-tree 红茶三杯 ( 朱 SIR) 微博 :http://t.sina.com/vinsoney Latest update: 2012-06-01 STP 的概念冗余拓扑 Server/host X Router Y Segment 1 Switch A Switch B Segment 2 冗余拓扑能够解决单点故障问题 ; 冗余拓扑造成广播风暴, 多帧复用,