交換協議

前言：

常見協議包括接入、交換、路由、MPLS VPN、數據中心、SDN和TSN七大類。

本文詳細介紹交換協議，其它相關協議可點擊以下分類查看具體內容。

• 接入  • 路由  • MPLS VPN  • 數據中心  • SDN  • TSN

本文關鍵詞：

交換、VLAN、STP/RSTP/MSTP、Link Aggregation (LACP)、LLDP

交換協議一般被稱為“二層協議”，這些協議都運行在數據鏈路層之上。起到維護鏈路層拓撲或鄰居關系的作用。除了Vlan，這些協議都有屬于慢速協議報文。

具體可分為以下幾種類型，本文將分別做簡單介紹。

    • VLAN協議

    • STP/RSTP/MSTP協議

    • Link Aggregation (LACP)協議 

    • LLDP協議     

1、       VLAN協議

VLAN（Virtual Local Area Network）即虛擬局域網

以太網是一種基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的共享通訊介質的數據網絡通訊技術。當主機數目較多時會導致沖突嚴重、廣播泛濫、性能顯著下降甚至造成網絡不可用等問題。通過交換機實現LAN互連雖然可以解決沖突嚴重的問題，但仍然不能隔離廣播報文和提升網絡質量。

在這種情況下出現了VLAN技術，這種技術可以把一個LAN劃分成多個邏輯的VLAN，每個VLAN是一個廣播域，VLAN內的主機間通信就和在一個LAN內一樣，而VLAN間則不能直接互通，這樣，廣播報文就被限制在一個VLAN內。

2、STP/RSTP/MSTP協議

分別指STP（802.1D，Spanning Tree Protocol，生成樹協議）、RSTP（802.1W，Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成樹協議）和MSTP（802.1S，Multiple Spanning Tree Protocol，多生成樹協議）。

在組網中，很可能會出現環路或者稱冗余鏈路，為避免形成廣播風暴,生成樹協議將網絡的拓撲修剪為樹形拓撲，拓撲圖形狀與一棵樹相似，這樣就不會產生環路了。并且在主鏈路故障中斷時候，可以將冗余鏈路自動切換為轉發狀態，以恢復網絡的連通性。

STP中每一個端口在確認為根端口或指定端口后仍需要等待30s才能進入轉發狀態。RSTP優化了這個缺陷。

MSTP劃分了多個域，主要減小了生成樹，更方便維護。

3、LACP協議

LACP（Link Aggregation Control Protocol，鏈路匯聚控制協議）

這是一種實現鏈路動態匯聚與解匯聚的協議，可以把多個物理鏈路聚合成一個邏輯鏈路，提高帶寬。實現流量負載均衡或鏈路備份。

分為手工聚合和靜態聚合兩種類型，包括負載均衡模式和主備模式兩種模式。

其他協議運行在LACP之上，如BGP，MPLS VPN運行在聚合口。

4、LLDP協議

LLDP（Link Layer Discovery Protocol，鏈路層發現協議）。

它提供了一種標準的鏈路層發現方式，可以將本端設備的的主要能力、管理地址、設備標識、接口標識等信息組織成不同的TLV（Type/Length/Value，類型/長度/值），并封裝在LLD PDU（Link Layer Discovery Protocol Data Unit，鏈路層發現協議數據單元）中發布給與自己直連的鄰居，鄰居收到這些信息后將其以標準MIB（Management Information Base，管理信息庫）的形式保存起來，以供網絡管理系統查詢及判斷鏈路的通信狀況。