每天5分钟成为老司机 (6) 备胎与女神

上期，我们提到，通过增加冗余设备和冗余链路，能够让企业网络的可靠性大大增加。但是，对于冗余设备和冗余链路造成的环路，需要使用复杂的STP协议，让冗余节点和链路处于冷备状态：

这样就带来了3个问题：

1. 链路与节点利用率低。图中的4台交换机和6条链路，实际上只有一半处于工作状态，另一半是属于冷备状态，这相当于投资闲置了。
2. 故障切换慢。由于STP协议的局限性，“主选端口”（也就是用于转发数据的端口）在down的时候，交换机需要一定的时间，把被阻塞的端口(也就是STP协议强制处于冷备状态的端口)重新启动。这会导致业务中断几秒钟甚至1分钟以上。
3. 环路收敛慢。我们前面提到，STP是一个“带权图”收敛为生成树的过程，因此，选举树的根节点、确定各个链路的权重等，都需要时间计算。这样，当一个设备新加入网络，并通过双链路或多链路连接到多个上行节点的时候，或误操作造成环路的时候，所产生的广播风暴也需要几十秒的时间才能消除。

由于这3个问题，人们需要一些手段改进生成树的弱点。

工程师们发现，交换机的环路引发风暴，本质上是由于广播域的自环，而生成树协议则是将广播域把连通图剪成生成树。我们知道，在以太网中，广播域的最小单位为VLAN，那么，如果实现每个VLAN一棵生成树，可以让不同的VLAN利用不同的端口和链路，那么，可以提升链路的利用率。

如图，VLAN 100和VLAN 200可以利用不同的线路上行，这样提高了端口和链路的利用率。

这种基于VLAN的生成树，叫做MSTP(Multiple Spanning Tree Portocol)。

对于故障切换慢和端口收敛慢的问题，深受女神折磨的工程师们，在寂寞的深夜，想出了另一种方式解决——养备胎。

工程师们在主选端口和冷备的阻塞端口之间，增加了一种状态——热备端口(backup port)。当主选端口出于异常状态时，立即切换到热备端口。

利用这些方法，STP的链路利用率和收敛速度大大提升，小W也可以有时间继续去认识大千世界的漂亮小姐姐了，而不老是由于约会的时候被老板电话打断，而变成女神的备胎。

欲知小W与小姐姐的后续发展，请看下回分解——