[發明專利]一種多生成樹實例快速遷移的方法和交換機

無效

• 申請號: 200810057062.0
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101222442A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 薛聰;趙里遙
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 王琦;王誠華

技術領域

本發明涉及二層交換網絡通信技術，特別是涉及一種多生成樹實例(MSTI，Multiple?Spanning?Tree?Instance)快速遷移的方法和交換機。

背景技術

生成樹協議可以防止二層網絡存在環路，避免報文在環路內不斷循環和增生而產生廣播風暴。從廣義上講，生成樹協議可以分為普通的生成樹協議(STP，Spanning?Tree?Protocol)、快速生成樹協議(RSTP，Rapid?SpanningTree?Protocol)、多生成樹協議(MSTP，Multiple?Spanning?Tree?Protocol)。

其中，STP協議可以通過交互機彼此交互信息而發現網絡中的環路，并適當地對某些端口進行阻塞以消除環路，最終將環路網絡修剪成無環路的樹型網絡，從而避免報文在環路網絡中不斷增生和無限循環。

將環路網絡修剪成無環路的樹型網絡的過程其實就是選舉生成樹的根、確定設備各端口角色以及端口狀態等過程。端口可以分為根(Root)端口、指定(Designated)端口、備選(Alternate)端口等角色，其中，根端口是離生成樹的根最近的端口，負責與根進行通訊；指定端口是負責向自身下游設備發送報文的端口；而備選端口則可以作為根端口的備用端口。各種端口還可以按照生成樹協議的規定具有不同的狀態，如阻塞狀態、學習狀態、轉發狀態等。當然，從環路網絡到無環路的樹型網絡可能會經過較長的時間，生成樹的根、設備端口角色以及端口狀態等可能會反復變化，直到網絡穩定。生成樹構造完成之后，根端口和指定端口處于轉發狀態，備選端口處于阻塞狀態，數據報文就可以沿著生成樹，即通過處于轉發狀態的根端口和指定端口逐級進行轉發。

在生成樹型網絡的過程中，為了不產生暫時性的環路，STP采用一種狀態遷移機制，并規定在生成樹過程中指定的根端口和指定端口需要經過一定的延時之后才能進入轉發狀態，才能真正轉發數據。

STP采用的這種狀態遷移機制使之無法實現快速遷移，即使在點對點鏈路或邊緣端口，也必須經過一定的延時才能遷移到轉發狀態。為此，RSTP協議提出一種快速遷移機制，可以克服STP協議無法快速遷移的缺點。但與STP協議一樣，RSTP只能使局域網內所有交換機共享一個生成樹，所有虛擬局域網(VLAN)報文都必須沿著一個生成樹進行轉發。

為此，MSTP可以彌補STP和RSTP的缺陷，既可以快速遷移，又可以使不同VLAN報文按照各自的路徑轉發。MSTP將整個交換網絡劃分為若干個MST域，各個MST域之間通過計算生成公共生成樹(CST，CommonSpanning?Tree)。而每一個MST域內則可以計算生成多個獨立的生成樹，每一個獨立的生成樹又被稱為一個多生成樹實例。相同拓撲結構的VLAN可以映射到同一個實例上，VLAN在端口上的轉發狀態就取決于對應實例在MSTP中的狀態。另外，域內的實例分為內部生成樹(IST，Internal?SpanningTree)實例和多生成樹實例(MSTI，Multiple?Spanning?Tree?Instance)，其中，IST又稱為0實例，可以與域間的CST共同構成整個交換網絡的生成樹，即公共和內部生成樹(CIST，Common?and?Internal?Spanning?Tree)，其它的多生成樹實例則無此功能。

MSTP還規定，MST域內的各個實例可以采用與RSTP中相似的方法快速進入轉發狀態，而MST域間則只有CIST實例才采用該方法快速進入轉發。在這種情況下，如果某個已經存在的MSTI需要從阻塞狀態遷移為轉發狀態，域邊界交換機可能無法對該MSTI進行快速遷移，必須經過30秒的延時后才能進入轉發狀態，從而影響二層交換網絡的整體性能。這里所述的已經存在的MSTI是指已經激活，并且在計算穩定后可以進行數據轉發的MSTI。

下面以圖1為例對上述情況進行詳細描述。如圖1所示，假設該網絡包括兩個MST域，即域A和域B。域A包括交換機A1～交換機A3，域B包括交換機B1。其中，交換機A1為MSTP的總根，也同時為域A中各個實例的域根。假設計算穩定后，在域A中，端口PA11、PA12、PA22、PA23、PA33在各個實例中為指定端口，端口PA21、PA31在各個實例中為根端口，端口PA32在各個實例中為備選端口。在域B中，端口PB11在CIST實例中為根端口，端口PB12在各個實例中為備選端口。