1. 研究目的与意义
在企业的交换网络中,为了提高整个网络的可靠性,消除单点失效故障,通常在网络设计中采用多台设备、多个端口、多条线路的冗余连接方式。但是这样的拓扑结构会导致二层环路的产生,如果交换机不对二层环路做处理,将会导致严重的网络问题,如:广播风暴、帧的重复复制、MAC地址表不稳定、多重回路问题等问题。
生成树协议就是为了解决二层怀里而产生的, 生成树协议STP(SpanningTree Protocols)是用于局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互报文发现网络汇中的环路,并有选择性的对某些端口进行阻塞,最终将环路网络结构修建成无环路的属性网络结构,从而达到消除二层环路的目的,是目前在企业网以及运营商网络中使用的最普遍的二层技术,STP能够自动发现冗余网络拓扑中的环路,保留一条最佳的链路做转发链路,阻塞其他冗余链路,并且在网络拓扑结构发生变化的情况下重新计算,保证所有的网段的可达且无环路。STP协议和其他网络协议一样。是随着网络的不断发展而不断更新换代的。最初被广泛应用的是IEEE802.1d版本,随后出现了IEEE802.1w RSTP协议和IEEE802.1s MSTP协议。
2. 课题关键问题和重难点
MSTP中的几个关键技术点:
1)端口状态 STP协议通过在交换机之间传递特殊的消息(这个消息称为BPDU,桥协议数据单元,又成为配置消息Configuration Message),并进行分布式的计算,来决定一个有环路的网络中,哪台交换机的哪个端口应该被阻塞(Discarding),用这种方法来剪切掉环路。
2)根桥和上游桥 根桥就是那棵生成树的总根,整个网络中有且只有一个根桥。它是整个网络的逻辑中心,但不一定是物理中心。
3. 国内外研究现状(文献综述)
在企业的交换网络中,为了提高整个网络的可靠性,消除单点失效故障,通常在网络设计中采用多台设备、多个端口、多条线路的冗余连接方式。但是这样的拓扑结构会导致二层环路的产生,如果交换机不对二层环路做处理,将会导致严重的网络问题,如:冗余拓扑、广播风暴、帧的重复复制、MAC地址表不稳定、CISI生成树的计算、MSTI的计算问题等问题。为此很多公司在交换机上使用MSTP。这种技术应用很广,而且根据交换机生产公司推出的不同交换机和新的生成树协议,要进行重新配置。为此,根据学院要求我设计并实现MSTP(多生成树)技术在企业网络设计中的分析与研究。通过MSTP技术的实现,可以解决在企业中用路由器交换机上网出现的那些二层环路问题。
1)冗余拓扑:冗余拓扑消除了由于单点故障所引致的网络不通问题。
2)广播风暴:交换机不停地发出广播信息,导致网络机器的瘫痪,MSTP解决在环路中的广播风暴。
4. 研究方案
本实验采用Cisco Packet Tracer 模拟器,来进行MSTP技术的实验研究和分析。利用PC机和多个交换机,面对网络流量负载,广播风暴等一系列企业中出现的情况,进行实验。设计并实现MSTP(多生成树)技术在企业网络设计中的分析与研究。通过MSTP技术的实现,可以解决在企业中用路由器交换机上网出现的那些二层环路问题。
5. 工作计划
1-4周:理解毕业设计任务书,包括课题背景、工作内容及要求等,完成开题报告;并了解课题的背景与意义,以及该课题所涉及的关键问题及难点,查阅相关资料,做好系统设计前的相关准备工作了。
5-10周:进行需求分析、功能模块设计,进行学期检查;对于之前所总结的关键问题和难点查阅相关文献,逐一理解并解决了。
11-14周:完成系统的核心架构,中期检查,对于之前所遇到的问题进行总结和排查,对于之前所完成的工作进行阶段性总结,查看是否有漏洞和不切合实际的地方,针对问题进行改正。
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