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网络中广播风暴、MAC地址不稳定怎么办?看看交换机是否支持ERPS/EAPS

在骨干网设备连接中,单一链路的实现较为容易,但如若出现设备故障就会立马造成网络中断。

交换机故障

因此,在实际网络组建的过程中,为了保持网络不中断,确保其稳定性,在多台交换机组成的网络环境中,通常会使用冗余链路。冗余链路是指交换机之间的互连,从而形成一个环路,通过环路实现冗余。

冗余链路

虽然链路的冗余备份能为网络带来稳定性和可靠性,但是冗余链路中产生的环路将会面临着广播风暴、MAC地址表不稳定等问题,从而影响用户通信质量,严重时会导致通信中断。

当冗余网络中的交换机无休止地泛洪广播帧时,便会产生广播风暴,影响正常数据流的传输,同时,还有可能影响交换或桥接型网络中的其它设备。

广播风暴

当同一个帧的多次学习通过不同端口进入交换机时,将会导致MAC地址表不稳定,影响正常通信质量。

MAC地址表不稳定

ERPS(G.8032)与EAPS如何解决冗余环路带来的问题?

早前,为了解决交换机冗余链路带来的广播风暴及MAC地址表不稳定的问题,交换机上会启动STP协议,但随着以太网向城域网的发展,语音、视频组播业务对以太网的冗余保护和故障恢复时间提出了更高的要求,STP协议远远达不到城域网对故障恢复时间的要求,故而ERPS协议和EAPS协议应运而生。

ERPS(G.8032)如何防止广播风暴和MAC地址表不稳定?

ERPS(以太网多环保护技术,简称G.8032)是一种由ITU-T定义的二层破环协议标准,且收敛速度快,可达到电信级要求。ERPS主要通过有选择性地阻塞网络冗余链路,防止网络形成广播风暴和MAC地址表不稳定等现象,从而有效保证用户通信质量。

ERPS如何工作

如上图,交换机1~3组成环形组网,在此环形组网上运行ERPS协议,提供二层冗余保护倒换功能,避免因环路而产生的广播风暴及MAC地址表项不稳定。

正常情况下,RPL Owner端口会阻塞RPL链路,以防止数据包无限循环,避免环路的形成。但若是交换机2与交换机3之间的链路发生故障时,ERPS则会迅速打开RPL链路,让数据包在交换机1——交换机3的新路径进行转发,确保业务的正常运行,若是故障消失,RPL链路则会自动回到阻塞状态。

EAPS如何防止广播风暴?

EAPS(以太网链路自动保护协议)是一个用于以太网环路保护的链路层协议,专用于构建环状的以太网拓扑。EAPS能很好地满足电信级别的收敛速度要求和网络的冗余备份功能。

EAPS主要是在环网拓扑完整时阻塞一条链路,防止数据环路引起的广播风暴,而当环网拓扑中一条链路断开时能迅速恢复之前阻断的链路,使环网上各个节点之间恢复通信。

EAPS如何工作?

如上图,交换机1~3组成环网,其中交换机1作为主节点,交换机2作为传输节点,交换机3作为邻节点。正常情况下,交换机1为了防止数据包无限循环而形成环路,会阻塞其副接口,依靠主接口进行数据转发,然而当交换机2和交换机3之间发生故障时,交换机1会打开副接口,依靠副接口将数据转发给交换机3,同样,当故障消失后,副接口则会回到阻塞状态。

ERPS(G.8032)与EAPS的不同之处

由上可知,ERPS(G.8032)和EAPS同属于以太环网保护协议,工作原理相似,可有效防止冗余环路中广播风暴的问题,不同的是ERPS的自动发现机制可以在环网上协商出一个节点作为保护节点,同时使用优先级和MAC地址来标示一个网路节点,数值越小越优先。

ERPS(G.8032)与EAPS的区别

虽然ERPS(G.8032)和EAPS可运行在同一台交换机上,但是不能同时运行在同一环网中。

总结

启用ERPS/EAPS协议可有效解决冗余链路中环路产生的广播风暴、MAC地址表不稳定等问题,提高链路的稳定性和可靠性,随着以太环网技术的日益成熟且成本低廉,在城域网和企业网中以太环网技术的应用将越发广泛。

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题图来自 Unsplash,基于 CC0 协议

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