VRRP和MSTP协议在企业园区网的应用与研究摘要：信息化应用已经深入到企业生产和工作屮的各个方面，企业对网络的可靠性的耍求也越来越高。木文根据VRRP和MSTP协议理论，提出并实现了一种基于VRRP和MSTP的可靠性企业园区网的设计，可保证企业内关键业务的不间断运行。关键字：VRRP；MSTP；路由冗余；负载均衡中图分类号：TP393.02文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.034本文著录格式：［1］程宁.VRRP和MSTP协议在企业园区网的应用与研究［J］・软件，2313,34(7)：100-1030引言随着信息技术的不断发展，越来越多的企业开始建设自己的园区网。在设计园区网络时，为了使网络工作的更有效率，对于大型园区网络普通采用三层架构，即接入层、汇聚层和核心层，如图1所示；对于规模较小的网络也可简化为二层架构，即接入层和核心层。如图1所示，网络共分为三层，其屮接入层允许终端用户连接到网络;汇聚层是多个接入层的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路；核心层作为网络的中心结点负责网络内各子网之间的数据转发并提供互联网接入服务。为了提高网络的可管理性，抑制网络中的广播流量，隔离不同的广播域，可以根据用户所处的物理位置或隶属关系划分不同的VLAN[1]。为了提高可靠性每一层的设备和上一层的设备之间可以存在多条冗余链路，以避免出现因为单点故障导致网络瘫痪。由于网络屮存在着冗余链路，利用MSTP技术消除环路和不同VLAN间的流量负载均衡；利用VRRP技术实现路由兀余和负载均衡设计。1VRRP和MSTP协议分析1.1VRRP协议分析[1-3]虚拟路由冗余协议VRRP(VirtualRouterRedundancyProtocol)是由IETF制定的，是一种容错协议，为具冇组播或者广播能力的局域网设计。VRRP协议将两台或多台路山设备虚拟成一个虚拟路山设备，对外提供一个或多个虚拟的IP地址。使用VRRP创建的虚拟路由器被称为VRRP组,在VRRP路由器组中，按优先级选举Master路由器和Backup路由器。Master路由器实现针对虚拟路由器IP的各种网络功能，如ARP请求、TCMP消息和数据的转发等；Backup路由器不拥有该IP,除了接收Master路山器发送的VRRP通告信息外，不执行对外的网络功能。仅当主机失效时，Backup路由器接管原先Master路由器的网络功能。在VRRP协议中‘Master周期性以组播的形式发送VRRP通告报文，以便Backup了解Master的工作状态。如果Backup在一定时间内没有收到VRRP通告报文，则认为Master出现故障，重新选举Master,以保证通信不会中断，从而保证通讯的连续性和可靠性。1.2MSTP协议分析[1][4-6]多生成树协议MSTP(MultipleSpanningTreeProtocol)是IEEE802.Is中定义的一种STP和VLAN结合使用的新型生成树协议。STP(生成树协议)通过在网络中构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的冃的，同时实现链路备份和路径最优化。但STP最大的缺陷在于收敛速度过慢，至少需耍30秒的收敛时间。为了解决STP协议的这个缺陷，IEEE推出了802.lw标准，定义了RSTP(快速生成树协议)，与STP相比，收敛速度快得多，最快在1秒之内。但RSTP与STP一样同属单生成树SST(SingleSpanningTree),有它自身的缺陷，主要表现在：第一，在网络规模比较大的时候会导致较长的收敛时间，拓扑改变也比较大；第二，由于链路被阻塞后将不承载任何流量，造成带宽的极人浪费。为了克服单生成树的这些缺陷，与是支持VLAN的生成树协议(PVST/PVST+)应运而生。PVST/PVST+协议能够保证每一个VLAN都不存在环路。经过改进的PVST+协议在VLNA1运行的是普通STP协议，在英他VLAN上运行PVST协议oPVST+协议可以与STP/RSTP互通。但PVST/PVST+协议也有自身的缺陷：第一，由于每个VLAN都需耍生成一棵树，PVSTBPDU的通信量将正比于Trunk的VLA7个数。第二，在VLAN个数比较多时，维护多棵生成树的计算量和资源占用量将急剧增长。多实例化的MSTP协议应运而生。多生成树协议MSTP(MultipleSpanningTreeProtocol)是IEEE802.Is屮定义的一种新型多实例化生成树协议。MSTP屮引入了“实例”(Instance)和“域”(Region)“的概念。所谓“实例”就是多个VLAN的一个集合，这种通过多个VLAN捆绑到一个实例中去的方法可以节省通信开销和资...