MSTP线路下交换机组网路由选择的比较分析
摘要：由于MSTP可以方便的提供多种带宽的广域网接入，不仅带宽高，而且线路资费低，互联端口价格低，因此众多用户考虑采用MSTP的以太网模式进行广域网链路的建设。路由方案的选择是网络建设中重要内容，通过对不同方案的比较分析，可以得到更适合自身网络建设的优化方案。
关键词：网络 MSTP 交换机 路由选择
MSTP（多业务传送平台）主要定位于网络边缘，具有以太网的接入功能，可使用以太网交换机组建广域网，对于广域网末端、城域网等建设都是很好的选择。网络建设中很重要的就是对路由方案的选择，对于结构比较简单的点对点网络，我们有多种选择：静态路由、动态路由及静态路由与动态路由结合。在MSTP线路使用交换机组网，与SDH线路使用路由器组网存在一些差异。结合网络建设的实际经验，我们在eNSP模拟环境和实际网络环境下，MSTP线路使用华为S5700交换机组网，对静态、动态等多个路由选择方案进行测试，动态路由选用OSPF，网络建设中可以根据需要选择其他动态路由协议。以下是对以下几种路由方案作比较分析。
网络拓扑图：
地址分配： VLAN VLAN 2 VLAN 3 VLAN 4 VLAN 5 VLAN 10 VLAN 20 地址 10.1.2.0/24 10.1.3.0/24 10.1.4.0/24 10.1.5.0/24 10.1.10.0/24 10.1.20.0/24 用途 主用核心交换机与下级1交换机互联 备用核心交换机与下级1交换机互联 主用核心交换机与下级2交换机互联 备用核心交换机与下级2交换机互联 下级1内部地址 下级2内部地址 1、静态路由+STP
方案：主用、备用核心交换机及下级机构核心交换机创建互联VLAN并分配以太端口，采用静态路由并默认启用所有端口STP（生成树协议）。使用静态路由优先级区分逐步线路。
关键配置：
主用核心交换机配置：
vlan 2 //创建互联VLAN
interface Vlan 2 //配置互联VLAN接口及地址 ip address 10.1.2.1 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/1 //分配互联以太端口 port link-type access port default vlan 2 quit
ip route-static 10.1.10.0 255.255.255.0 10.1.2.2 //配置到下级1的静态路由 备用核心交换机和下级核心交换机配置与主用核心交换机配置相似。下级交换机静态路由配置可以使用默认路由并通过优先级区分主备线路。
备用核心交换机到下级1的静态路由配置：
ip route-static 10.1.10.0 255.255.255.0 10.1.3.2 preference 100
其他方案配置中创建互联VLAN、接口地址分配及以太端口分配等除有特殊配置外不再罗列。
性能表现：由于静态路由及以太端口本身没有端对端的检测功能，当主用线路或仅一端接入设备故障时，路由表不更新，到下级网络将中断，线路切换需要人工干预。人工主备线路切换时，由于交换机所有端口使用了STP，当互联端口状态变化时，STP收敛需要30-50秒，期间网络中断
2、OSPF路由+静态路由+STP
方案：主用、备用核心交换机及下级交换机创建互联VLAN并分配以太端口，默认启用所有端口STP协议。主用、备用核心交换机采用动态路由OSPF并引入静态路由和默认路由。下级交换机只使用OSPF动态路由。使用STP COST值区分主备线路。
关键配置：
主用核心交换机配置：
interface GigabitEthernet0/0/1 //端口OSPF cost配置 ospf cost 50
ospf 1 //OSPF配置 import-route static
default-route-advertise always area 0.0.0.0
network 10.1.2.0 0.0.0.255 ………………
下级1交换机配置：
ospf 1 //OSPF配置 area 0.0.0.0
network 10.1.2.0 0.0.0.255 ……………… 其他配置类似。
性能表现：MSTP线路及接入设备故障，OSPF都能自动检测，完成主备线路切换，不存在主备线路无法切换的问题，但是STP收敛时延将较长，同时还有OSPF收敛也需要时间，
线路切换延迟较大，影响网络的性能。而且从备线路回切主用线路以太端口状态变化，STP重新收敛过程中也造成网络中断现象。
3、OSPF路由+静态路由+禁用互联以太端口STP
方案：与方案2类似，只是禁用互联以太端口STP。主用、备用核心交换机及下级交换机创建互联VLAN并分配以太端口，禁用互联以太端口STP协议。主用、备用核心交换机，采用动态路由OSPF并引入静态路由和默认路由。下级交换机只使用OSPF动态路由。在互联VLAN接口配置OSPF COST值区分主备线路。
关键配置：
主用核心交换机禁用STP配置： interface GigabitEthernet0/0/1 stp disable
所以互联端口都禁用STP，配置同上。其他配置与方案3相同。
性能表现：由于禁用互联以太端口STP协议,因此这些端口不参与STP计算。MSTP线路及接入设备故障，OSPF能自动检测，因此完成主备线路切换。如果接入设备或交换机端口故障OSPF可以快速重路由，因此不存在网络中断。如果只是线路故障则有5秒以内的网络中断，如果设备少、网络负载小时时间中断时间会很短，OSPF收敛后网络恢复。在备用线路到主用线路的切换过程中OSPF快速重路由，基本不存在网络中断。
4、OSPF路由+BFD+静态路由+禁用互联以太端口STP
方案：与方案3基本相同，只是在OSPF路由中引入BFD (Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)联动。主用、备用核心交换机及下级交换机创建互联VLAN并分配以太端口，采用动态路由OSPF，禁用互联以太端口STP协议。在VLAN接口配置OSPF COST值区分主备线路。主用、备用核心交换机在OSPF中引入静态路由和默认路由，而下级交换机只使用OSPF动态路由。
关键配置：
配置与方案3类似，只是增加了OSPF与BFD联动。 主用核心交换机配置：
bfd //启用BFD ospf 1 //OSPF配置 default-route-advertise always
bfd all-interfaces enable //OSPF与BFD联动配置 import-route static area 0.0.0.0
network 10.1.2.0 0.0.0.255 …………………… 其他配置类似。
性能表现：这种方案与方案3表现类似，只是引入BFD。BFD协议提供一种轻负载、快速检测两台邻接路由器之间转发路径连通状态的方法。协议邻居通过该方式可以快速检测到转发路径的连通故障，加快启用备份转发路径，提升网络性能。理论线路切换值为毫秒级。
5、静态路由+ BFD+禁用互联以太端口STP
方案：本方案是方案1的改进。主用、备用核心交换机及下级交换机创建互联VLAN并分配以太端口，禁用互联以太端口STP协议，使用静态路由与BFD联动，使用静态路由优先级区分主备线路。从而达到配置简单、安全高效、系统开销小，同时实现主备线路自动切换。
关键配置：
主用核心交换机配置：
Bfd //启用BFD并配置BFD
bfd xzh1-main bind peer-ip 10.1.2.2 source-ip 10.1.2.1 discriminator local 100 discriminator remote 300 commit
ip route-static 10.1.10.0 255.255.255.0 10.1.2.2 track bfd-session xzh1-main //配置静态路由并与BFD联动
下级交换机配置：
Bfd //启用BFD并配置BFD
bfd xzh1-main bind peer-ip 10.1.2.1 source-ip 10.1.2.2 discriminator local 300 discriminator remote 100 commit
bfd xzh1-back bind peer-ip 10.1.3.1 source-ip 10.1.3.2 discriminator local 310 discriminator remote 110 commit
ip route-s 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.2.1 track bfd-session xzh1-main //配置静态路由并与BFD联动
ip route-s 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.3.1 preference 100 track bfd-session xzh1-back //配置静态路由并与BFD联动
性能表现：当仅线路故障，核心交换机及下级交换机互联以太口状态为UP，静态路由与BFD联动来解决线路检测问题,从而实现路由表的更新，实现主备线路的切换。这样解决了方案1中的不足，同时兼顾静态路由的简单安全、系统开销小，理论线路切换时间为毫秒级。
总结
通过以上5种方案的比较，除方案1在主备线路切换时需要手动干预，其他方案可以满足不同网络建设需求。方案3就可以满足一般网络建设需要。如果网络在实时要求较高时，可以选择方案4。网络结构简单，需要静态路由的安全高效，系统开销小的，则可以选择方案5。当然网络建设需要综合考虑多方因素，并不是线路切换越快越好，还要考虑网络的稳定性、安全性，应用需求等，在满足需求的基础上不断进行优化，从而得到适合自身需求的最优方案。
参考文献：
王达.Cisco/H3C交换机配置与管理完全手册.中国水利水电出版社。
