第8讲-华为交换机生成树配置要点优秀PPT.ppt
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1、第8讲生成树的配置11/5/20221武夷学院计算机系内容简介本讲主要介绍交换机上生成树作用、生成本讲主要介绍交换机上生成树作用、生成树的原理、生成树的缺点、快速生成树、树的原理、生成树的缺点、快速生成树、生成树的计算实例、华为生成树配置吩生成树的计算实例、华为生成树配置吩咐、配置过程,在最终讲一个配置实例。咐、配置过程,在最终讲一个配置实例。11/5/20222武夷学院计算机系学习目标l生成树的作用生成树的作用l生成树的基本原理生成树的基本原理l生成树的计算方法生成树的计算方法l快速生成树快速生成树l华为交换机生成树配置华为交换机生成树配置11/5/20223武夷学院计算机系生成树的作用生成
2、树的作用生成树的基本原理生成树的基本原理快速生成树快速生成树生成树的计算方法举例生成树的计算方法举例华为交换机生成树配置华为交换机生成树配置11/5/20224武夷学院计算机系生成树的作用生成树的作用1、交换机中-透亮网桥的应用拓展LAN的实力。自主动态学习站点的地址信息。问题:一般的透亮网桥不会对转发的报文做任何记号,这样,假如网络中存在回路,则有可能报文在回路中不断循环转发,造成网络拥塞。11/5/20225武夷学院计算机系2、路径回环的产生LAN 1LAN 1LAN 2LAN 21 11 11 11 12 22 22 23 33 33 311/5/20226武夷学院计算机系为什么引入生成
3、树协议l通过阻断冗余链路来消退桥接网络中可能存在的路径回环l当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路复原网络连通性ROOTROOTLAN ALAN ALAN BLAN BLAN CLAN CLAN DLAN DLAN ELAN E11/5/20227武夷学院计算机系生成树的作用生成树的作用生成树的基本原理生成树的基本原理快速生成树快速生成树生成树的计算方法举例生成树的计算方法举例华为交换机生成树配置华为交换机生成树配置11/5/20228武夷学院计算机系生成树协议的基本原理l基本思想:在网桥之间传递特殊的消息(配置消息),包含足够的信息做以下工作:l从网络中的全部网桥中,选出一个作为根网桥(Ro
4、ot)l计算本网桥到根网桥的最短路径l对每个LAN,选出离根桥最近的那个网桥作为指定网桥,负责所在LAN上的数据转发l网桥选择一个根端口,该端口给出的路径是此网桥到根桥的最佳路径l选择除根端口之外的包含于生成树上的端口(指定端口)11/5/20229武夷学院计算机系配置消息的内容l配置消息也被称作桥协议数据单元(BPDU)l主要内容包括根网桥的Identifier(RootID)从指定网桥到根网桥的最小路径开销(RootPathCost)指定网桥的标识符(Identifier)指定网桥的指定端口的标识符(Identifier)即(RootID,RootPathCost,DesignatedBr
5、idgeID(指定网桥ID),DesignatedPortID(指定端口ID))11/5/202210武夷学院计算机系配置消息格式lDMA:目的MAC地址配置消息的目的地址是一个固定的桥的组播地址(0 x0180c2000000)lSMA:源MAC地址即发送该配置消息的桥MAC地址lL/T:帧长lLLCHeader:配置消息固定的链路头lPayload:BPDU数据DMADMALLC HeaderLLC HeaderSMASMAL/TL/TPayloadPayload值值值值 域域域域占用字节占用字节占用字节占用字节协议协议协议协议IDID2 2协议版本协议版本协议版本协议版本BPDUBPDU
6、类型类型类型类型标志位标志位标志位标志位根桥根桥根桥根桥IDID根路径开销根路径开销根路径开销根路径开销指定桥指定桥指定桥指定桥IDID指定端口指定端口指定端口指定端口IDIDMessage AgeMessage Age1 11 11 18 84 48 82 22 2Max AgeMax AgeHello TimeHello TimeForward DelayForward Delay2 22 22 211/5/202211武夷学院计算机系配置消息的处理l将各个端口收到的配置消息和自己的配置消息做比较,得出优先级最高的配置消息更新本身的配置消息,主要工作有:l选择根网桥RootID:最优配置消
7、息的RootIDl计算到根桥的最短路径开销RootPathCost:假如自己是根桥,则最短路径开销为0,否则为它所收到的最优配置消息的RootPathCost与收到该配置消息的端口开销之和l选择根端口RootPort:假如自己是根桥,则根端口为0,否则根端口为收到最优配置消息的那个端口l选择指定端口:包括在生成树上处于转发状态的其他端口l从指定端口发送新的配置消息11/5/202212武夷学院计算机系如何确定最优的配置消息l配置消息的优先级比较原则,假定有两条配置消息C1和C2,则:l假如C1的RootID小于C2的RootID,则C1优于C2l假如C1和C2的RootID相同,但C1的Roo
8、tPathCost小于C2,则C1优于C2l假如C1和C2的RootID和RootPathCost相同,但C1的TransmitID小于C2,则C1优于C2l假如C1和C2的RootID、RootPathCost和TransimitId相同,但C1的PortID小于C2,则C1优于C211/5/202213武夷学院计算机系一个接受并处理配置消息的例子l依据收到配置消息的优先级,选择Port4为根端口,选择Port1和Port2为指定端口,同时堵塞端口Port3和Port5。l从Port1和Port2发送新的配置消息:(23,15,81),其中,lRootId=23lRootPathCost=1
9、4+1=15lRootPort=Port4Port 1Port 1Port 2Port 2Port 3Port 3 Port 4Port 4Port 5Port 5blockingblockingblockingblocking3232,0 0,32322323,1818,1231232323,1414,3213212323,1414,1001002323,1515,80 80 rootroot2323,1515,8181B81B812323,1515,818111/5/202214武夷学院计算机系链路故障怎么办lHelloTime网桥从指定端口以HelloTime为周期定时发送配置消息。lM
10、essageAge和MaxAge端口保存的配置消息有一个生存期MessageAge字段,并按时间递增。每当收到一个生存期更小的配置消息,则更新自己的配置消息。当一段时间未收到任何配置消息,生存期达到MaxAge时,网桥则认为该端口连接的链路发生故障,进行故障的处理。11/5/202215武夷学院计算机系链路故障处理一lPort4的配置消息生存期超时了,则抛弃该配置消息,重新进行生成树计算,选择Port3为新的根端口,而网桥81的配置消息没有变更2323,1818,123123Port 1Port 1Port 2Port 2Port 3Port 3 Port 4Port 4Port 5Port
11、5blockingblocking2323,1414,3213212323,1515,80 80 2323,1515,81 81 rootrootB81B813232,0 0,32322323,1515,81812323,1515,818111/5/202216武夷学院计算机系链路故障处理二lPort3的配置消息生存期也超时了,则抛弃该配置消息,重新进行生成树计算,选择Port5为新的根端口,网桥81的配置消息变为(23,16,81)Port 1Port 1Port 2Port 2Port 3Port 3 Port 4Port 4Port 5Port 52323,1515,80 80 2323
12、,1616,81 81 rootroot2323,1616,81 81 3232,0 0,32322323,1818,1231232323,1616,81812323,1616,8181B81B8111/5/202217武夷学院计算机系链路故障处理三lPort5的配置消息生存期也超时了,则抛弃该配置消息,以自己为根桥发送配置消息(81,0,81),直到从任一个端口收到优先级更高的配置消息Port 1Port 1Port 2Port 2Port 3Port 3 Port 4Port 4Port 5Port 58181,0 0,81818181,0 0,81818181,0 0,81 81 818
13、1,0 0,81 81 8181,0 0,81 81 B81B8111/5/202218武夷学院计算机系临时回路的问题l当拓扑结构发生变更,新的配置消息要经过确定的时延才能传播到整个网络,在全部网桥收到这个变更的消息之前:l若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有发觉自己应当在新的拓扑中停止转发,则可能存在临时的回环;l若旧的拓扑结构中堵塞的端口还没有发觉自己应当在新的拓扑结构中起先转发,则可能造成网络短暂失去连通性。11/5/202219武夷学院计算机系如何避开临时回路l端口由堵塞状态进入转发状态时,要经过确定时间的延时,这个时间至少是配置消息传播到整个网络所需最大时间的两倍。lForwardDe
14、lay:配置消息传播到整个网络的最大时延l设计中间状态:处于中间状态的端口只是学习站点的地址信息,但不转发数据;l端口从堵塞状态经过ForwardDelay的延时后进入中间状态;l再经过ForwardDelay的延时后才能进入转发状态。11/5/202220武夷学院计算机系端口的几种状态端口状态端口能力Disabled不收发任何报文Blocking(堵塞)不接收或转发数据,接收但不发送BPDUs,不进行地址学习Listening(监听)不接收或转发数据,接收并发送BPDUs,不进行地址学习Learning(学习)不接收或转发数据,接收并发送BPDUs,开始地址学习Forwarding(向前)接
15、收并转发数据,接收并发送BPDUs,进行地址学习11/5/202221武夷学院计算机系端口的状态迁移DisabledDisabledListeningListeningBlockingBlockingForwardingForwardingLearningLearning1 1)端口)端口enabledenabled2 2)端口)端口disableddisabled3 3)端口被选为根端口或指定端口)端口被选为根端口或指定端口4 4)端口被选为备用端口(堵塞)端口被选为备用端口(堵塞)5 5)ForwardDelayForwardDelay延时延时(1 1)(2 2)(1 1,2 2)(1 1
16、,2 2)(1 1,2 2)(1 1)(2 2)(4 4)(4 4)(5 5)(4 4)(5 5)(3 3)11/5/202222武夷学院计算机系MAC地址信息的生存期l拓扑结构变更会使站点在生成树中的相对位置发生移动,那么网桥原来学习到的MAC地址信息就可能变得不正确,所以学习的MAC地址信息也要有生存期,假如该时间内没有证明地址的正确,则抛弃这条地址信息。l在生成树协议中有两个生存期:l拓扑稳定的时候用较长的生存期。l拓扑变更的时候用较短的生存期。l网络拓扑发生变更的时候,并不是全部的网桥都能够发觉这一变更,所以须要把拓扑变更的信息通知到整个网络。11/5/202223武夷学院计算机系站点
17、的相对位置发生变更LAN ALAN ALAN BLAN BLAN CLAN CLAN ELAN ELAN DLAN DROOTROOTB1B1B2B2B3B3B4B411/5/202224武夷学院计算机系拓扑变更消息的传播ROOTROOT拓扑变更通知消息拓扑变更通知消息拓扑变更应答消息拓扑变更应答消息拓扑变更消息拓扑变更消息1 13 32 24 44 45 55 511/5/202225武夷学院计算机系生成树协议的不足l端口从堵塞状态进入转发状态必需经验两倍的ForwardDelay时间,所以网络拓扑结构变更之后须要至少两倍的ForwardDelay时间,才能复原连通性。l假如网络中的拓朴结构
18、变更频繁,网络会常见的失去连通性,这样用户就会无法忍受。11/5/202226武夷学院计算机系生成树的作用生成树的作用生成树的基本原理生成树的基本原理快速生成树快速生成树生成树的计算方法举例生成树的计算方法举例华为交换机生成树配置华为交换机生成树配置11/5/202227武夷学院计算机系快速生成树协议l快速生成树协议是从生成树协议发展而来,实现的基本思想一样;l快速生成树具备生成树的全部功能;l快速生成树改进目的就是当网络拓扑结构发生变更时,尽可能快的复原网络的连通性。11/5/202228武夷学院计算机系快速生成树的改进一l在新拓扑结构中的根端口可以马上进入转发状态,假如旧的根端口已经进入堵
19、塞状态,而且新根端口连接的对端交换机的指定端口处于Forwarding状态。LAN ALAN ATO ROOTTO ROOTLAN ALAN ALAN ALAN ALAN ALAN AF FF F指定端口指定端口指定端口指定端口根端口根端口堵塞端口堵塞端口F FLAN ALAN ALAN ALAN AF FF F指定端口指定端口指定端口指定端口根端口根端口堵塞端口堵塞端口F FTO ROOTTO ROOT11/5/202229武夷学院计算机系快速生成树的改进二l指定端口可以通过与相连的网桥进行一次握手,快速进入转发状态。LAN BLAN BLAN ALAN AF F指定端口指定端口根端口根端口
20、握手恳求握手恳求握手响应握手响应1 12 23 34 411/5/202230武夷学院计算机系留意!l两点留意:l握手必需在点对点链路的条件下进行l一次握手之后,响应握手的网桥的非边缘指定端口将变为blocking状态,则须要接着向自己的邻接网桥发起握手LAN ALAN ALAN BLAN BLAN CLAN CLAN ALAN AF F指定端口指定端口指定端口指定端口指定端口指定端口F FF F非点到点链路非点到点链路握手的扩散握手的扩散11/5/202231武夷学院计算机系快速生成树的改进三l网络边缘的端口,即干脆与终端相连,而不是和其他网桥相连的端口可以干脆进入转发状态,不须要任何延时。
21、LAN BLAN BLAN CLAN CLAN ALAN A根端口根端口边缘端口边缘端口LAN DLAN DF FTOROOTTOROOT堵塞端口堵塞端口11/5/202232武夷学院计算机系快速生成树的性能l第一种改进的效果:发觉拓扑变更到复原连通性的时间可达数毫秒,并且无需传递配置消息。l其次种改进的效果:网络连通性可以在交换两个配置消息的时间内复原,即握手的延时;最坏的状况下,握手从网络的一边起先,扩散到网络的另一边缘的网桥,网络连通性才能复原。比如当网络直径为7的时候,要经过6次握手。l第三种改进的效果:边缘端口的状态变更不影响网络连通性,也不会造成回路,所以进入转发状态无需延时。11
22、/5/202233武夷学院计算机系生成树和快速生成树有何区分l协议版本不同;l端口状态转换方式不同;l配置消息报文格式不同;l拓扑变更消息的传播方式不同。l留意:快速生成树也是在整个交换网络应用单生成树实例,不能解决由于网络规模增大带来的性能降低问题。建议网络直径最好不要超过7。11/5/202234武夷学院计算机系生成树的作用生成树的作用生成树的基本原理生成树的基本原理快速生成树快速生成树生成树的计算方法举例生成树的计算方法举例华为交换机生成树配置华为交换机生成树配置11/5/202235武夷学院计算机系生成树的计算方法举例生成树的计算方法举例l通过以上的学习,我们知道,STP的基本原理是,
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