在局域网中,IEEE 802.1q和802.1d标准可以通过以下方式协同工作:
生成树协议示意图
生成树协议(STP):
IEEE 802.1d定义了生成树协议(STP),用于在局域网中消除数据链路层物理环路的问题。STP通过阻塞某些端口来打破环路,确保网络中不存在环路,从而防止广播风暴和MAC地址表的震荡。STP在网络中通过BPDU(Bridge Protocol Data Units)来发现环路,并选择性地阻塞某些端口,最终形成一个无环路的树形网络结构。
VLAN示意图
虚拟局域网(VLAN):
IEEE 802.1q定义了VLAN技术,允许网络管理员将一个物理局域网划分为多个逻辑局域网,每个VLAN都是一个独立的广播域。VLAN技术可以减少广播流量,提高网络性能,同时增强安全性。
协同工作:
在实际应用中,IEEE 802.1q和802.1d可以协同工作。STP协议在VLAN环境中演变为多个实例,每个VLAN都可以有自己的生成树实例,即独立运行的STP。这样,不同的VLAN可以有不同的根桥和生成树,从而优化网络流量和提高冗余链路的利用率。例如,多生成树协议(MSTP)是IEEE 802.1s标准的一部分,它结合了VLAN和STP的特点,允许在不同的VLAN之间进行负载均衡,同时保持网络的稳定性和可靠性。
端口状态:
在IEEE 802.1d中,端口状态包括监听(listening)、学习(learning)、堵塞(blocking)、转发(forwarding)和禁用(disabled)。而在IEEE 802.1w(RSTP)中,状态被简化为丢弃(discarding)、堵塞(blocking)和转发(forwarding)。RSTP改进了STP的收敛时间,使得网络在拓扑变化后能更快地恢复到稳定状态。
BPDU处理:
在RSTP中,BPDU的处理方式与802.1d有所不同。RSTP中的每个网桥在BPDU的hello time(默认2秒)内生成并发送BPDU,即使没有从根桥接收到BPDU。如果在连续3个hello time内没有收到BPDU,那么网桥将认为它丢失了到达相邻网桥的连接,这种快速老化的方式使得链路故障可以迅速被检测出来。
通过这种方式,IEEE 802.1q和802.1d标准在局域网中协同工作,提供了一个既能够避免环路问题,又能够通过VLAN技术提高网络性能和安全性的环境。