(本科)第2章 交换机配置与应用03ppt课件.PPT
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1、课程主讲人:第2章 交换机配置与应用03网络设备与配置快速生成树(RSTP)协议第4节项目目标项目目标v了解快速生成树的原理了解快速生成树的原理v掌握快速生成树的配置方法掌握快速生成树的配置方法v掌握处理配置过程中出现的各种问题掌握处理配置过程中出现的各种问题项目描述项目描述某企业的内部网络是由两台交换机互连组某企业的内部网络是由两台交换机互连组成。现要求提高该网络的可靠性和稳定性。希成。现要求提高该网络的可靠性和稳定性。希望提供冗余链路来实现。您作为网络管理员,望提供冗余链路来实现。您作为网络管理员,该对交换机做怎样的配置?该对交换机做怎样的配置? 项目实施环境项目实施环境v锐捷交换机锐捷交
2、换机2台,电脑若干台台,电脑若干台v实验室环境:锐捷二层交换机实验室环境:锐捷二层交换机2台,网线若台,网线若干根,电脑若干台。干根,电脑若干台。 项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议(生成树协议(STP)简介)简介v生成树协议的原理生成树协议的原理vBPDU(网桥协议数据单元)网桥协议数据单元)v生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程v生成树协议的端口状态生成树协议的端口状态v生成树协议的配置生成树协议的配置v生成树协议的不足生成树协议的不足v快速生成树(快速生成树(RSTP) 网络中存在的单点故障网络中存在的单点故障故障项目实施理论基础项目实施理论基础SERVERPC交换网络中的
3、冗余链路交换网络中的冗余链路项目实施理论基础项目实施理论基础故障SERVERPC使用备份连接,可以提高网络的健全性、稳定性。使用备份连接,可以提高网络的健全性、稳定性。项目实施理论基础项目实施理论基础SERVERPC1PC2SW1SW2SW3项目实施理论基础项目实施理论基础SERVERPC1PC2SW1SW2SW3项目实施理论基础项目实施理论基础SERVERPC1SW1SW2SW3环路问题的解决,临时环路问题的解决,临时关闭网络中冗余的链路关闭网络中冗余的链路项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议(生成树协议(STP,Spanning Tree Protocol)简介)简介生成树协议是一
4、种二层管理协议,它通过有选择性地阻塞生成树协议是一种二层管理协议,它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的,同时具备链路网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的,同时具备链路的备份功能。的备份功能。生成树协议协议的主要思想就是当网络中存在备份链路时,生成树协议协议的主要思想就是当网络中存在备份链路时,只允许主链路激活,如果主链路因故障而被断开后,备用链路只允许主链路激活,如果主链路因故障而被断开后,备用链路才会被打开。才会被打开。 项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议的原理生成树协议的原理生成树协议是在网络有环路时,通过一定的算法将交生成树协议是在网络有环路时,通过
5、一定的算法将交换机的某些端口进行阻塞,从而使网络形成一个无环路的换机的某些端口进行阻塞,从而使网络形成一个无环路的树状结构。树状结构。v生成树协议的作用生成树协议的作用主要作用:避免回路,冗余备份。主要作用:避免回路,冗余备份。在第在第2层网络中,路由协议不可用,生成树协议通过层网络中,路由协议不可用,生成树协议通过从软件层面修改网络物理拓扑结构来构建一个无环路逻辑从软件层面修改网络物理拓扑结构来构建一个无环路逻辑转发拓扑结构,提供了物理线路的冗余连接,消除了网络转发拓扑结构,提供了物理线路的冗余连接,消除了网络风暴,从而提高网络的稳定性和减少网络故障的发生率。风暴,从而提高网络的稳定性和减少
6、网络故障的发生率。 项目实施理论基础项目实施理论基础vBPDU(网桥协议数据单元)网桥协议数据单元)交换机之间通过交流桥协议数据单元交换机之间通过交流桥协议数据单元BPDU(Bridge Protocol Data Unit)来实现这些功能的,)来实现这些功能的,STP BPDU是一种是一种两层的报文,该报文的数据区里携带了用于生成树计算机的所两层的报文,该报文的数据区里携带了用于生成树计算机的所有有用信息。有有用信息。BPDU的组成的组成:1.版本号版本号:00(IEEE 802.1D);02(IEEE 802.1W)2.Bridge ID(交换机交换机ID=交换机优先级交换机优先级+交换机
7、交换机MAC地址地址)3.Root ID(根交换机根交换机 ID)4.Root Path Cost(到达根的路径开销到达根的路径开销) 5.Port ID(发送发送BPDU的端口的端口ID=端口优先级端口优先级+端口编号端口编号)6.Hello Time(定期发送定期发送BPDU的时间间隔的时间间隔)7.Max-Age Time(保留对方保留对方BPDU消息的最长时间消息的最长时间)8.Forward-Delay Time(发送延迟发送延迟:端口状态改变的时间间隔端口状态改变的时间间隔)9.其他一些诸如表示发现网络拓扑变化、本端口状态的标志位。其他一些诸如表示发现网络拓扑变化、本端口状态的标志
8、位。 项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程常用概念常用概念l 根桥根桥(Root Bridge)桥桥ID最小的网桥。其中桥最小的网桥。其中桥ID是由是由网桥的优先级和网桥的网桥的优先级和网桥的MAC组成。组成。l 根端口根端口(Root Port)这个端口到达根桥的路径是该端这个端口到达根桥的路径是该端口所在网桥到达根桥的最佳路径。全网中只有根桥是口所在网桥到达根桥的最佳路径。全网中只有根桥是没有根端口的。没有根端口的。l 指定端口指定端口(Designated Port)每一个网段选择到根桥每一个网段选择到根桥最近的网桥作为指定网桥,该网桥到这一网段的端
9、口最近的网桥作为指定网桥,该网桥到这一网段的端口为指定端口。为指定端口。l 可选端口可选端口(Alternated Port)既不是指定端口,也不既不是指定端口,也不是根端口的端口。是根端口的端口。 项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程比较比较RID(Root Bridge ID),确定网络同步。,确定网络同步。RID相同,比较相同,比较Path Cost(路径开销),越小越优。(路径开销),越小越优。RID/Path Cost相同,比较指定桥的相同,比较指定桥的BID (Designated Bridge ID),越小越优。,越小越优。RID/Path
10、Cost/DBID相同,比较指定端口的相同,比较指定端口的ID (Designated Port ID),越小越优。,越小越优。 项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程 如何确定根桥?如何确定根桥? 根桥根桥BID(网桥(网桥ID)最小的网桥定为根桥。)最小的网桥定为根桥。 BID网桥的优先级网桥的优先级+网桥网桥MAC。 网桥的优先级为可配置,缺省值为网桥的优先级为可配置,缺省值为32768。 在缺省情况下,根桥将由在缺省情况下,根桥将由MAC地址最小的网桥担任。地址最小的网桥担任。 项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的工作过程生成树协议的工
11、作过程 路径开销:路径开销: 带宽带宽 IEEE802.1d IEEE802.1w - 10Mbps 100 2000000 100Mbps 19 200000 1000Mbps 4 20000 项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程 例:例:SwD交换机为根交换机,假设图中所示链路均为交换机为根交换机,假设图中所示链路均为百兆链路,且交换机均为默认优先级百兆链路,且交换机均为默认优先级32768和默认端和默认端口优先级口优先级128。交换机。交换机A、B的路径开销的路径开销Root path cost相等,相等,C-A-ROOT和和C-B-ROOT的路径
12、开销的路径开销Root path cost相等,选择相等,选择C-ROOT的最佳路径?的最佳路径? Mac:00d0f80000f12Mac:00d0f80000d1Mac:00d0f80000f2Sw DSw ASw BSw C8生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程Mac:00d0f80000f12Mac:00d0f80000d1Mac:00d0f80000f2Sw DSw ASw BSw C8生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程17在交换机在交换机A与交换机与交换机C增增加一条备份链路?加一条备份链路?Mac:00d0f80000f12Mac:00d0f80000d1Mac:00d
13、0f80000f2Sw DSw ASw BSw C8生成树协议的工作过程生成树协议的工作过程17在交换机在交换机A、C之间增加一交之间增加一交换机相连接,但连接线路是换机相连接,但连接线路是十十兆的,结果又是如何兆的,结果又是如何?6项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议的端口状态生成树协议的端口状态 禁用(禁用(Disabled) 关闭的端口。关闭的端口。 阻塞(阻塞(Blocking)不能接收或传输数据,不能把不能接收或传输数据,不能把MAC地址加地址加入它的地址表,只能接收入它的地址表,只能接收BPDU。 监听(监听(Listening) 由根端口或指定端口担任,不能接收或传由根端
14、口或指定端口担任,不能接收或传输数据,不能把输数据,不能把MAC地址加入它的地址表,只能接收或发送地址加入它的地址表,只能接收或发送BPDU。 学习(学习(Learning)在转发延时(在转发延时(Forward Delay)计时时间)计时时间(默认(默认15s)后,端口进入学习状态。不能传输数据,但可接)后,端口进入学习状态。不能传输数据,但可接收或发送收或发送BPDU,可学习,可学习MAC地址并加入它的地址表。地址并加入它的地址表。 转发(转发(Forwarding)在下次转发延时(在下次转发延时(Forward Delay)计)计时时间(默认时时间(默认15s)后,端口进入转发状态。能接
15、收或传输数)后,端口进入转发状态。能接收或传输数据,能学习据,能学习MAC地址并加入它的地址表,也可接收或发送地址并加入它的地址表,也可接收或发送BPDU。 项目实施理论基础项目实施理论基础v生成树协议的端口状态生成树协议的端口状态 Block(阻塞阻塞)Listening (侦听侦听)learning (学习学习)Forwarding(转发转发)20秒最大生存时间15秒转发延时15秒转发延时生成树经过一段时间(默认值是生成树经过一段时间(默认值是5050秒左右)稳定之后,所有端口要么进入秒左右)稳定之后,所有端口要么进入转发状态,要么进入阻塞状态。转发状态,要么进入阻塞状态。 项目实施理论基
16、础项目实施理论基础v生成树协议的配置生成树协议的配置 缺省的缺省的Spanning Tree配置配置 项目项目缺省值缺省值Enable State Enable State DisableDisable,不打开,不打开STP STP STP Priority STP Priority 32768 32768 STP port Priority STP port Priority 128 128 STP port cost STP port cost 根据端口速率自动判断根据端口速率自动判断Hello Time Hello Time 2 2秒秒Forward-delay Time Forward
17、-delay Time 1515秒秒Max-age Time Max-age Time 2020秒秒Path CostPath Cost的缺省计算方法的缺省计算方法长整型长整型Tx-Hold-Count Tx-Hold-Count 3 3 Link-type Link-type 根据端口双工状态自动判断根据端口双工状态自动判断 项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的配置生成树协议的配置 打开、关闭打开、关闭Spanning Tree协议协议 打开打开Spanning-tree协议,即开始运行生成树协议协议,即开始运行生成树协议 交换机的缺省状态是关闭交换机的缺省状态是关闭Spanni
18、ng-tree协议。协议。 如果要关闭如果要关闭Spanning Tree协议,可用协议,可用no spanning-tree 全局配置命令进行设置。全局配置命令进行设置。 命令含义步骤1configure terminal进入全局配置模式。步骤2spanning-tree打开Spanning tree协议步骤3end退回到特权模式。步骤4show spanning-tree核对配置条目项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的配置生成树协议的配置 配置交换机优先级(配置交换机优先级(Switch Priority) 优先级的设置值有优先级的设置值有16个,都为个,都为4096的倍数,分
19、别是的倍数,分别是0,4096,8192,12288,16384,20480,24576,28672,32768,36864,40960,45056,49152,53248,57344,61440。缺省值为。缺省值为32768。 如果要恢复到缺省值,可用如果要恢复到缺省值,可用no spanning-tree priority全全局配置命令进行设置。局配置命令进行设置。 配置端口优先级(配置端口优先级(Port Priority) 可配置的优先级值也有可配置的优先级值也有16个,都为个,都为16的倍数,分别是的倍数,分别是0,16,32,48,64,80,96,112,128,144,160,
20、176,192,208,224,240。缺省值为。缺省值为128。 如果要恢复到缺省值,可用如果要恢复到缺省值,可用no spanning-tree port-priority接口配置命令进行设置。接口配置命令进行设置。 项目实施理论基础项目实施理论基础v 生成树协议的配置生成树协议的配置 配置配置Hello Time 配 置 交 换 机 定 时 发 送配 置 交 换 机 定 时 发 送 B P D U 报 文 的 时 间 间 隔 。报 文 的 时 间 间 隔 。spanning-tree hello-time seconds 。配置。配置hello time,取值范围为取值范围为1到到10秒
21、,缺省值为秒,缺省值为2秒。秒。 如果要恢复到缺省值,可用如果要恢复到缺省值,可用no spanning-tree hello-time全局配置命令进行设置。全局配置命令进行设置。 配置配置Forward-Delay Time 配置端口状态改变的时间间隔。配置端口状态改变的时间间隔。spanning-tree forward-time seconds 配置配置forward delay time,取,取值范围为值范围为4到到30秒秒,缺省值为缺省值为15秒。秒。 如果要恢复到缺省值,可用如果要恢复到缺省值,可用nospanning-tree forward-time全局配置命令进行设置全局配置
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