MSTI: MST instance MST 实例,就是 多生成树的实例
每个MST域内可以存在多个生成树,每个生成树使用ID进行标识,instance ID范围:0-4096
一个MSTI等于一颗生成树,一颗生成树可以关联多个VLAN,但一个VLAN只能与一个MSTI对应
IST:内部生成树, 各MST域内的一棵生成树
IST为 每个域内生成树ID为0 的生成树 , IST是特殊的MSTI
CST:公共生成树
每个MST域看作是一个节点,CST就是这些节点通过STP或RSTP协议计算生成的一棵生成树
CIST:公共内部生成树
所有MST域的IST加上CST就构成一棵完整的生成树,即CIST。
SST:单生成树
总根:CIST的根桥
域根:每个域内的MSTI的跟桥设备
IST域根:每个域内instance 0 的跟桥
MSTI域根:每个域内初instance 0 的其他MSTI的根桥
主桥:每个域内去往总根最近的交换设备叫做这个域内的主桥
根端口负责向树根方向转发数据
指定端口是向下游交换设备转发BPDU报文的端口
从配置BPDU报文发送角度来看,
Alternate端口就是由于学习到其它设备发送的配置BPDU报文而阻塞的端口
从用户流量角度来看,
Alternate端口提供了从指定 桥到根 的另一条可切换路径,作为 根端口的备份端口
从配置BPDU报文发送角度来看,
Backup端口就是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口
从用户流量角度来看,
Backup端口作为指定端口的备份,提供了另外一条从根节点到叶节点的备份通路
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VRRP协议:将多台路由设备组成一个虚拟路由器,
通过配置虚拟路由器的IP地址为缺省网关,实现缺省网关的备份
网络冗余技术:高可靠性,HA高可靠性
设备冗余:
冷备:备份设备处于下电状态,不参与数据转发
热备:备份设备处于上电模式,主备模式,主主模式(负载分担模式)
VRRP协议,堆叠和集群
端口冗余: Eth-trunk,以太网链路聚合,IP-Trunk HDLC链路聚合,MP-Group ppp链路聚合
链路冗余:规划设计网络采用冗余链路,路由技术,STP技术
VRRP 虚拟路由冗余协议
将多台网关设备逻辑上虚拟成一台,作为主机网关使用
基本概念:
VRRP路由器:运行VRRP协议的设备,基于接口运行
VRID:虚拟路由器的标识
一个,Master路由器(Virtual Router Master):承担转发报文任务的VRRP设备。
* 当虚拟路由器回应ARP请求时,使用虚拟MAC地址,而不是接口的真实MAC地址。
* 周期性1s/次发送通告报文,告知其他 Backup路由器自身运行情况
一旦路由器成为 Master 设备,立马向网络中发送免费ARP请求,用于刷新MAC地址表项
选举依据:
1:先比较优先级,用于主备设备选举,默认100,以大为优
优先级取值范围:0-255,0和255保留,可配置的范围:1-254
255预留给IP地址的拥有者、用于虚拟IP地址和物理IP地址相同的场景
如果相同,会自动使用255的优先级,让自己成为主设备,避免地址冲突
0表示主设备停止参与VRRP备份组,用来使备份设备尽快成为Master设备
,而不必等到计时器超时,加快主动离开的场景切换
其余, Backup路由器(Virtual Router Backup):一组没有承担转发任务的VRRP设备,当Master设备出现故障时,它们将通过竞选成为新的Master设备。
虚拟路由器:逻辑存在路由器,一个VRID组逻辑上虚拟成一台路由器
虚拟IP地址:虚拟路由器的IP地址,一个虚拟路由器可以有一个或多个IP地址,用户自己配置
虚拟MAC地址:虚拟路由器根据虚拟路由器ID生成的MAC地址。一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址,
格式为:0000-5E00-01{VRID}(VRRP for IPv4)
VRRP报文:只有一种报文叫advertisement,VRRP通告报文
也叫心跳报文,由主设备周期性1S朝224.0.0.18发送
用来将Master设备的优先级和状态通告给同一备份组的所有Backup设备
该报文的帧头部分源MAC地址为虚拟路由器MAC地址,
目的mac 地址为0100-5E00-0012(组播IP地址生成)
该报文包头部分源IP地址为主设 备物理地址
目的IP地址为224.0.0.18
计时器:
Adver Int,VRRP通告间隔定时器,周期性发送通告报文,缺省,默认值为1秒。
master-down计时器,备设备存在,用来判断主设备状态,如果定时器超时没有
收到主设备报文则认为主设备故障, 时间= 3倍通告间隔加上偏移时间
抢占延时定时器:默认0S,触发抢占后需要等待该定时器才能切换角色
通过设置该定时器,可以在网络波动的场景下避免主设备频繁切换对终端设备
通信的质量,提高网络的稳定性
VRRP状态机
init状态:刚配置VRRP时或设备检测到故障时会进入Initialize状态
收到接口Up的消息后,如果设备的优先级为255,则直接成为Master设备;
如果设备的优先级小于255,则会先切换至Backup状态
Backup状态:备份状态,监听主设备报文,判断主设备状态,以便于进行切换
Master状态:主状态,需要承载虚拟路由器
VRRP默认使能抢占功能,默认抢占延时0s
原理:
将多台设备加入到一个VRRP组中,在组内存在一台虚拟路由,拥有自己的虚拟IP
和虚拟MAC地址表,作为终端设备的网关,在组内通过选举选择一台主设备,其余
为备设备,由主设备来承载虚拟路由器的工作,备设备作为备份,在避免地址冲突的
前提下实现网关的冗余
VRRP工作流程:
1:初始处于INIT状态,接口UP进行状态迁移
1,如果优先级为255,直接进入Master
2,如果优先级非255,则先进入Backup,启动Master-DOwn定时器等待超时
2:根据设备进入Master状态的先后分为三种情况:
1:如果优先级高的设备先进入Master状态,那么会开始发送VRRP通告报文
其他次优的设备收到新的Master-down定时器,保持backup状态
2:如果同时进入Master状态,发送VRRP报文,收到后比较
1》先比较VRRP优先级,默认100,范围0-255,以大为优
2》在比较IP地址,以大为优
VRRP主备回切:抢占
VRRP触发抢占的条件:收到优先级比自己低的VRRP通告
(抢占不会比较IP地址)backup变成master状态
VRRP追踪上行接口:
如果上行接口故障,下行借口的VRRP并不会收到任何影响
会导致访问中断或者次优路径,此时可以配置VRRP追踪上行
接口状态,如果上行接口出现故障,自动调整自身优先级,
让其他设备及时抢占成为主设备