瞭解與VLAN間橋接相關的問題

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已更新: 2005 年 9 月 9 日

文件 ID:11072

無偏見用語

本產品的文件集力求使用無偏見用語。針對本文件集的目的，無偏見係定義為未根據年齡、身心障礙、性別、種族身分、民族身分、性別傾向、社會經濟地位及交織性表示歧視的用語。由於本產品軟體使用者介面中硬式編碼的語言、根據 RFP 文件使用的語言，或引用第三方產品的語言，因此本文件中可能會出現例外狀況。深入瞭解思科如何使用包容性用語。

關於此翻譯

思科已使用電腦和人工技術翻譯本文件，讓全世界的使用者能夠以自己的語言理解支援內容。請注意，即使是最佳機器翻譯，也不如專業譯者翻譯的內容準確。Cisco Systems, Inc. 對這些翻譯的準確度概不負責，並建議一律查看原始英文文件（提供連結）。

簡介

VLAN間橋接是將多個VLAN同時橋接在一起的概念。有時，需要進行VLAN間橋接，以便在多個VLAN之間橋接不可路由協定或不受支援的路由協定。在配置VLAN間橋接之前，必須考慮若干拓撲注意事項和限制。本檔案介紹這些注意事項，並推薦設定解決方法。

此清單簡短總結了可能因VLAN間橋接而產生的問題：

各個VLAN間路由器上的CPU使用率高
摺疊式生成樹通訊協定(STP)，其中所有VLAN都屬於STP拓撲的單個例項
未知的單播、組播和廣播資料包的第2層(L2)泛洪過多
分段網路拓撲

一小組通訊協定(例如區域傳輸(LAT)和Netbeui)無法路由。產品要求允許此類協定在兩個或多個VLAN之間通過路由器上的網橋組進行軟體橋接。在VLAN之間橋接某些協定時，必須提供一種機制，在VLAN之間存在多個連線時防止形成L2環路。在涉及的網橋組上執行STP可以防止形成環路，但也有以下潛在問題：

每個VLAN的STP可以合併為一個STP，其中包含橋接在一起的所有VLAN。
您無法在每個VLAN上放置根網橋。這是正確運行Uplink Fast所必需的。
控制網路鏈路中哪些點被阻塞的能力。
VLAN很可能在VLAN的中間進行分割槽。這會切斷對VLAN路由器協定（例如IP）一部分的訪問。橋接通訊協定仍然有效，但在此情況下會採取較長路徑。

必要條件

採用元件

本文件所述內容不限於特定軟體和硬體版本。

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路正在作用，請確保您已瞭解任何指令可能造成的影響。

生成樹拓撲問題

使用與L2交換機相同的STP的路由器上的VLAN間橋接會為屬於同一網橋的每個VLAN生成一個STP例項。預設情況下，所有Catalyst交換機和路由器都運行IEEE STP。由於所有VLAN只有一個STP例項，因此會產生幾個副作用。例如，一個VLAN中的拓撲變更通知(TCN)會傳播到所有VLAN。過多的TCN可能導致過度單播泛洪。有關TCN的詳細資訊，請參閱瞭解生成樹協定拓撲更改。

我們將根據此物理拓撲討論其他可能的副作用：

圖中所示為典型第3層(L3)網路的物理拓撲。

由於存在兩個VLAN，因此交換機和路由器之間的所有中繼都同時承載VLAN 1和VLAN 2。對於所有Catalyst交換機，每個VLAN都有自己的STP拓撲。例如，VLAN 1和VLAN 2的STP可以用邏輯圖說明：

當兩個Catalyst 6500中的多層交換器功能卡(MSFC)設定為橋接至IEEE STP後，VLAN 1和VLAN 2會橋接在一起，以形成一個STP例項。此單個STP例項僅包含一個STP根。使用MSFC橋接檢視網路的另一種方法是將MSFC視為獨立的網橋。涉及MSFC的一個STP例項可能會導致不需要的網路拓撲。

在此圖中，將Catalyst 6500虛擬連線到MSFC路由器的連線埠（連線埠15/1）對於VLAN 2處於STP封鎖狀態。由於Catalyst 6500不會區分第2層封包和第3層封包，因此目的地為MSFC的所有流量都會遭到捨棄，因為連線埠處於STP封鎖狀態。例如，如圖所示，VLAN 2中的PC能夠與交換機1上的MSFC通訊，但不能與交換機2自身上的MSFC通訊。

在此圖中，Catalyst 6500交換器之間的主幹上增加了STP PortVLANCost，因此前往MSFC的連線埠處於STP轉送狀態。在這種情況下，從VLAN 2的交換機2到交換機1的埠處於STP阻塞狀態。STP拓撲通過MSFC轉發VLAN 2流量。由於MSFC配置了IP路由，因此MSFC僅橋接非IP幀。因此，VLAN 2中的PC無法與交換機1上VLAN 2中的裝置通訊。這種情況是由於通向交換機的埠處於阻塞狀態，並且MSFC不會橋接任何L3幀。

在此圖中，MSFC阻塞了到交換機2的VLAN 2連線。MSFC僅阻止第2層幀從到交換機的VLAN 2連線傳出，而不阻止第3層幀。這是因為MSFC是一種L3裝置，能夠確定需要橋接或路由的幀之間的差異。在此示例中，沒有網路分段，所有網路流量都按需要流動。雖然沒有網路分段，但所有VLAN仍有一個單一的STP例項。

建議在VLAN網橋生成樹協定中使用分層生成樹

分層設計是配置VLAN間橋接的首選方法。分層設計配置為MSFC上的數位設備公司(DEC)或VLAN網橋STP。建議使用VLAN-bridge over DEC。單獨的STP會建立兩層STP設計。通過這種方式，各個VLAN維護各自的IEEE STP例項。DEC或VLAN網橋協定建立對IEEE STP透明的STP拓撲。該協定還將MSFC上的相應埠置於阻塞狀態，以避免L2環路。

此層次結構是由DEC和VLAN網橋STP不傳播IEEE網橋埠資料單元(BPDU)而是IEEE STP傳播DEC和VLAN網橋BPDU的事實建立的。

在此圖中，MSFC運行VLAN網橋STP，Catalyst 6500交換機運行IEEE STP。由於MSFC不會從交換機傳遞IEEE BPDU，因此交換機上的每個VLAN都運行單獨的IEEE STP例項。因此，交換器上的所有連線埠都處於轉送狀態。交換機從MSFC傳遞VLAN網橋BPDU。因此，非根MSFC上的VLAN介面將進入阻塞狀態。在本示例中，沒有網路分段。所有網路流量都按需要通過兩個不同的STP傳輸。MSFC（第3層裝置）能夠確定需要橋接或路由的幀之間的差異。

VLAN網橋、DEC和IEEE 802.1D生成樹協定的生成樹預設值

STP協定	目標組地址	資料鏈路報頭	最大老化時間（秒）	轉發延遲（秒）	Hello時間（秒）
IEEE 802.1D	01-80-C2-00-00-00	SAP 0x4242	20	15	2
VLAN網橋	01-00-0C-CD-CD-CE	SNAP CISCO，型別0x010c	30	20	2
DEC	09-00-2b-01-00-01	0x8038	15	30	1

MSFC上使用VLAN網橋生成樹協定的示例配置

因為VLAN網橋STP確實在IEEE STP之上運行，所以您必須增加轉發延遲，這要長於拓撲更改後IEEE STP穩定所需的時間。這可確保不會發生臨時環路。為了支援此功能，VLAN網橋STP引數的預設值設定得高於IEEE的預設值。範例如下：

MSFC 1（根網橋）

interface Vlan1
ip address 192.168.75.1 255.255.255.0
bridge-group 1
!
interface Vlan2
ip address 192.168.76.1 255.255.255.0

bridge-group 1
!
bridge 1 protocol vlan-bridge
bridge 1 priority 8192

MSFC 2

interface Vlan1
ip address 192.168.75.2 255.255.255.0
bridge-group 1
!
interface Vlan2
ip address 192.168.76.2 255.255.255.0
bridge-group 1
!
bridge 1 protocol vlan-bridge

MSFC上使用DEC生成樹協定的示例配置

因為DEC協定STP在IEEE STP之上運行，所以您必須將轉發延遲增加得比拓撲更改後IEEE STP穩定所需的時間長。這可確保不會發生臨時環路。為了支援此功能，您必須調整DEC STP的預設值。對於DEC STP，預設轉發延遲為30。與IEEE或VLAN網橋STP不同，DEC STP將其偵聽/學習合併到一個計時器中。因此，在運行DEC STP的所有路由器上，您必須將DEC的轉發延遲至少增加到40秒。範例如下：