端口初始化時間分析 - 三層交換機端口IP地址配置方法解析

　　3、端口初始化時間分析

　　以上2種設(shè)置三層交換端口IP地址的方法，出來使用的命令不同以外，在某些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境端口下連接設(shè)備時所需花費的初始化時間也會有所不同。當(dāng)把設(shè)備連上已經(jīng)啟動的交換機的端口時，交換機端口的初始化可分為以下4 個步驟：交換機端口速度與全雙工的自適應(yīng)、以太通道配置測試、Trunk配置測試有線和無線網(wǎng)絡(luò)、生成樹協(xié)議（STP） 初始化。

　　1） 交換機端口速度與企雙工的自適應(yīng)。首先，交換機端口需要與客戶進行速度與全雙工的自動握手。舉例來說，一個交換機端口可支持1000Mbit/s （1Gbit/s） 的全雙工速度，但是客戶機只是支持100Mbit/s的全雙工，則交換機和看韓劇很大協(xié)商彼此能支持的最高速率。

　　2） 以太通道配置。以太通道配置可以將快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)連接進行擁綁，使得交換機或路由器的端口合并起來作為一個單獨的端口使用，從而獲得更高的速度，如果一天通道不行，以太通道通常會提供冗余，這個過程使用端口聚合協(xié)議（PAGP），耗時大約15S。

　　3） Trunk 配置測試網(wǎng)絡(luò)。接下來，交換機開始測試端口是否Trunk端口（交換機之間互聯(lián)用的端口）。Trunking通過單一的交換機端口，在多個VLAN之間交換數(shù)據(jù)，對Trunk端口的測試耗時很少，約1S 左右。

　　4 ）生成樹協(xié)議（STP，Spanning Tree Protocol ）初始化。STP 協(xié)議可應(yīng)用于環(huán)路網(wǎng)絡(luò)，通過一定的算法實現(xiàn)路徑冗余，同時將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)，從而避免報文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中增生和無限循環(huán)。在STP 初始化階段，端口會經(jīng)歷STP 的5 個階段，即阻塞、傾聽、學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)和禁用，整個過程大約耗時15S。

　　在STP 協(xié)議開啟的情況F，不同VLAN之問通信需要STP 協(xié)議先為其計算出最佳路徑，避免產(chǎn)生環(huán)路，因此在STP 協(xié)議工作的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，利用邏輯VLAN端口來配置IP地址，需要STP 協(xié)議為VLAN 之間的通信進行初始化; 而通過物理端口配置IP地址，可以直接在三層協(xié)議下工作，勿需經(jīng)過STP 過程進行路由收斂，因此節(jié)省了二層的STP 協(xié)議初始化的時間。

　　4、三層環(huán)網(wǎng)切換試驗

　　通過以上的分析可以知道在STP協(xié)議開啟的情況下，利用邏輯VLAN端口配置IP地址和方法在端口初始化時會經(jīng)歷一個STP 協(xié)議切換過程，而作者單位的實際網(wǎng)絡(luò)為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并未開啟STP協(xié)議，所以為了進一步分析2 種配置方法在實際網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)別，搭建了測試環(huán)境來進行環(huán)網(wǎng)的切換試驗。網(wǎng)絡(luò)試驗環(huán)境如下： 使用6臺（SW1SW6）「‘家的三層交換機組成環(huán)網(wǎng)，關(guān)閉三層交換機的STP 協(xié)議，用一臺同廠的兩層交換機（SW7） 作為接入設(shè)備。測試環(huán)境的拓撲圖如圖2所示。

　　現(xiàn)對開環(huán)時網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常所需時間進行測試。

　　PC2 至PCI 有2 條鏈路一條是SH1-SW6 SN5 -SW4 -SW7，記傲鏈路A; 另一強是SW1-SW2 -SW3 -S84 -SW7 記做鏈路B?，F(xiàn)將SW1和SH2之間OSPF路由COST值調(diào)高到20，采用點到點類型，使得鏈路A 成為默認鏈路，鏈路B 為備份鏈路。hello 包間隔由10S 調(diào)整到1s，以縮短鏈路的收斂時間。

　　第1次使用通過邏輯VLAN 端口的方式設(shè)置IP地址，斷開SN5 Sb之間鏈路，路由自動切換到各份鏈路B，再恢復(fù)SW5 SW6之間的鏈路，同時通過Sniffer 發(fā)包（每s 發(fā)送1000 個包）、觀察路由恢復(fù)到鏈路A的時間，期間PC1發(fā)送4110 個包，PC2收到3582 個包，包大小為74 個字節(jié)，發(fā)送和接收包數(shù)址相差528 個。經(jīng)過計算，路由恢復(fù)日時間約0.528s，沒有丟包現(xiàn)象，測試截圖如圖3和圖4所示。

　　第2 次使用物理端口設(shè)置IP地址、將SW1和SW2之間OSFP路由COST 值調(diào)高到20，采用點到點類型。hello 間隔由10S 調(diào)整到1s，默認路由為鏈路A，斷開SW5 SH6之間鏈路后路由自動切換到鏈路B，再恢復(fù)SW5 -S16 之間的鏈路，通過Sniffer 發(fā)包（每s 發(fā)送1000個包）。觀察路由恢復(fù)到鏈路A的時間，期間PC1發(fā)送10202 個包，PC2收到9909 個包，包大小為74 個字節(jié)，發(fā)送和接收包數(shù)址相差293 個，經(jīng)過計算，路由恢復(fù)時間約0.293s，ping沒有丟包現(xiàn)象，測試截圖如圖5和圖6所示。

　　從以上測試中可以發(fā)現(xiàn)在測試環(huán)境下，直接在物理端口上配置IP地址的路由恢復(fù)時間為0.293s，通過邏輯VLAN端口配置IP地址的路由恢復(fù)時間為0.528s，兩者相差僅為0.235s，這種差別在實際使用中可以忽略不計。由此可見2 種配置IP 的方法進行三層協(xié)議收斂所花費的時間沒有明顯差別。

　　5、結(jié)語

　　目前市場上有的廠家可以同時支持本文介紹的2中配置IP地址的方法，有的廠家只支持邏輯VLAN端口配置IP地址的方法。通過本文的分析比較可以發(fā)現(xiàn)，在交換機物理端口上直接配置IP地址可以節(jié)省生成樹協(xié)議（STP） 收斂所需的時問，且不需要規(guī)劃額外的VLAN，給日后的運行維護工作帶來了方便。