第三十章生成树协议优秀PPT.ppt

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1、第三十章生成树协议现在学习的是第1页，共34页n了解了解STP产生的背景产生的背景n掌握掌握STP基本工作原理基本工作原理n掌握掌握RSTP和和MSTP基本原理基本原理n掌握生成树协议的配置掌握生成树协议的配置课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：现在学习的是第2页，共34页n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录现在学习的是第3页，共34页路径回环的影响路径回环的影响物理段 A物理段 B1111222333PCAPCBSWASWBSWC现在学习的是第4页，共34页STP的作用的作用l通过阻断冗余链路来消除桥接网

2、络中可能存在的路径回通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环环l当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性通性ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D现在学习的是第5页，共34页n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录现在学习的是第6页，共34页生成树协议生成树协议SWASWBSWClSTP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是用于在局，生成树协议）是用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。域网中消除数据链路层物理环路的协议。l通

3、过在桥之间交换通过在桥之间交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。BPDUBPDUBPDU现在学习的是第7页，共34页配置配置BPDU的生成和传递的生成和传递l配置配置BPDU包含以下重要信息，完成生成树计包含以下重要信息，完成生成树计算算根桥ID（RootID）根路径开销（RootPathCost）指定桥ID（DesignatedBridgeID）指定端口ID（DesignatedPortID）l各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根各台设备的各个端口在初始时生成以

4、自己为根桥（桥（Root Bridge）的配置消息，向外发送自）的配置消息，向外发送自己的配置消息己的配置消息 l网络收敛后，根桥向外发送配置网络收敛后，根桥向外发送配置BPDU，其他，其他的设备对该配置的设备对该配置BPDU进行转发进行转发现在学习的是第8页，共34页根桥的选举根桥的选举SWASWBSWCl桥桥ID由桥优先级（由桥优先级（BridgePriority）和桥）和桥MAC地址地址（BridgeMacAddress）组成）组成l桥桥ID小的桥被选举为根桥小的桥被选举为根桥BridgeID:0.0000-0000-0000BridgeID:16.0000-0000-0001Bridg

5、eID:0.0000-0000-0002现在学习的是第9页，共34页端口角色的确定端口角色的确定SWASWBSWCl根桥上的所有端口为指定端口（根桥上的所有端口为指定端口（Designated Port）l在非根桥上选举根路径开销（在非根桥上选举根路径开销（RootPathCost）最小的端口为根端口）最小的端口为根端口（Root Port）l每个物理段选出根路径开销最小的桥作为指定桥（每个物理段选出根路径开销最小的桥作为指定桥（Designated Bridge），连接指定桥的端口为指定端口），连接指定桥的端口为指定端口l不是根端口和指定端口的其余端口被不是根端口和指定端口的其余端口被STP

6、置为阻塞状态置为阻塞状态RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=30E0/2E0/2E0/1E0/1E0/2E0/1现在学习的是第10页，共34页根路径开销根路径开销SWASWBSWCl根路径开销（根路径开销（RootPathCost）是到达根的路径上所有链路开销（）是到达根的路径上所有链路开销（Cost）的代）的代数和数和l非根桥进行根端口选举时，根路径开销最小的端口为根端口非根桥进行根端口选举时，根路径开销最小的端口为根端口l物理段进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥物理段进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥Root1000M100M1000M10

7、M100M10MCost=20Cost=200Cost=2000E0/2E0/2E0/1E0/1E0/2E0/1现在学习的是第11页，共34页通过桥通过桥ID决定端口角色决定端口角色SWASWBSWCl在根路径开销相同时，所连网段指定桥在根路径开销相同时，所连网段指定桥ID最小的端口为根端口最小的端口为根端口l在根路径开销相同时，桥在根路径开销相同时，桥ID最小的桥被选举为物理段上的指定桥，连接指定桥的最小的桥被选举为物理段上的指定桥，连接指定桥的端口为指定端口端口为指定端口RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:

8、0.0000-0000-0002BridgeID:0.0000-0000-0001DPAP现在学习的是第12页，共34页通过端口通过端口ID决定端口角色决定端口角色SWASWBl在根路径开销、指定桥在根路径开销、指定桥ID都相同的情况下，所连指定端口都相同的情况下，所连指定端口ID小的端小的端口为根端口口为根端口RootG0/1G0/2Cost=10Cost=10BridgeID:0.0000-0000-0001G0/1G0/2现在学习的是第13页，共34页端口状态端口状态端口角色端口状态端口行为未启用STP功能的端口Disabled不收发BPDU报文，接收或转发数据非指定端口或根端口Bloc

9、king接收但不发送BPDU，不接收或转发数据-Listening接收并发送BPDU，不接收或转发数据-Learning接收并发送BPDU，不接收或转发数据指定端口或根端口Forwarding接收并发送BPDU，接收并转发数据现在学习的是第14页，共34页端口状态迁移端口状态迁移ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间l端口被选为指定端口或根端口后，需要从端口被选为指定端口或根端口后，需要从Blocking状态经状态经Listening和和Learning才能到才能到Forwarding状态状

10、态l默认的默认的Forwarding Delay时间是时间是15秒秒现在学习的是第15页，共34页生成树的不足生成树的不足l端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forwarding Delay时间时间l如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连通性如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连通性SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓扑变化，我都至少有30秒的时间无法访问服务器！现在学习的是第16页，共34页n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录现在学习的是第17页，共3

11、4页RSTPlRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是快速生成树协议）是STP协议的优化版协议的优化版lRSTP具备具备STP的所有功能的所有功能lRSTP可以实现快速收敛可以实现快速收敛在某些情况下，端口进入转发状态的延时大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。现在学习的是第18页，共34页RSTP的改进的改进STP行为RSTP行为端口被选为根端口默认情况下，2倍的Forwarding Delay的时间延迟。存在阻塞的备份根端口情况下，仅有数毫秒延迟。端口被选为指定端口默认情况下，2倍的Forwarding Delay的时间延迟。在

12、指定端口是非边缘端口的情况下，延迟取决因素较多。在指定端口是边缘端口的情况下，指定端口可以直接进入转发状态，没有延迟。现在学习的是第19页，共34页RSTP改进（改进（1）SWASWBl原根端口不再是根端口，而原来是阻塞状态的端口被选为根端口时，故原根端口不再是根端口，而原来是阻塞状态的端口被选为根端口时，故障恢复的时间就是根端口的切换时间，无需延时障恢复的时间就是根端口的切换时间，无需延时RootG0/1G0/2G0/1G0/2SWASWBRootG0/1G0/2Cost=30Cost=20G0/1G0/2Cost=10Cost=20现在学习的是第20页，共34页RSTP改进（改进（2）SW

13、ASWBl如果端口被选为非边缘指定端口，且交换机之间是点对点链路，则交换机需要如果端口被选为非边缘指定端口，且交换机之间是点对点链路，则交换机需要发送握手报文，对端返回一个赞同报文后，端口进入转发状态。发送握手报文，对端返回一个赞同报文后，端口进入转发状态。G0/1G0/1SWASWBG0/1G0/1握手赞同现在学习的是第21页，共34页RSTP改进（改进（3）SWASWBl端口被选为边缘指定端口后，无时延的快速进入转发状态。端口被选为边缘指定端口后，无时延的快速进入转发状态。G0/1G0/1SWAG0/1现在学习的是第22页，共34页n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树

14、协议的配置生成树协议的配置目录目录现在学习的是第23页，共34页PCBPCASTP、RSTP的问题的问题lTrunk链路上实际上运行着多个链路上实际上运行着多个VLANl所有所有VLAN共用一棵生成树共用一棵生成树l无法实现不同无法实现不同VLAN在多条在多条Trunk链路上的负链路上的负载分担载分担所有所有VLAN均在此均在此阻塞阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20现在学习的是第24页，共34页MSTPlMSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协，多生成树协议）议）l将多个将多个VLAN捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成

15、树捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成树l在多条在多条Trunk链路上实现链路上实现VLAN级负载分担级负载分担SWASWBSWCServer实例实例A:VLAN110实例实例B:VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20现在学习的是第25页，共34页特性列表STPRSTPMSTP解决环路故障并实现冗余备份YYY快速收敛NYY形成多棵生成树实现负载分担NNY三种生成树协议特性的比较三种生成树协议特性的比较lMSTP具有具有RSTP的快速收敛，同时又具有的快速收敛，同时又具有负载分担机制负载分担机制lMSTP兼容兼容STP和和RSTP 现在学习的是第26页，共34页三种生成树协议

16、的端口状态对比三种生成树协议的端口状态对比ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间STPRSTP/MSTP现在学习的是第27页，共34页n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录现在学习的是第28页，共34页STP基本配置基本配置l开启设备开启设备STP特性特性l关闭端口的关闭端口的STP特性特性l配置配置STP的工作

17、模式的工作模式 Switch stp enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch stp mode stp|rstp|mstp 现在学习的是第29页，共34页STP可选配置可选配置l配置当前设备的优先级配置当前设备的优先级 l配置端口为边缘端口配置端口为边缘端口 Switch stp instance instance-id priority prioritySwitch-Ethernet1/0/1 stp edged-port enable现在学习的是第30页，共34页STP配置示例配置示例核心接入用户SWASWBSWCE1/0/1SWAstp

18、enableSWAstp priority 0SWBstp enableSWBstp priority 4096SWCstp enableSWCinterface Ethernet 1/0/1SWC-Ethernet1/0/1 stp edged-port enable现在学习的是第31页，共34页当前工作模式当前工作模式SWAdisplay stp-CIST Global InfoMode MSTP-CIST Bridge :32768.000f-e23e-f9b0Bridge Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20CIST Root/E

19、RPC :32768.000f-e23e-f9b0/0CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-e23e-f9b0/0CIST RootPortId :0.0BPDU-Protection :disabledBridge Config-Digest-Snooping :disabledTC or TCN received :0.STP监控与维护监控与维护当前桥当前桥ID端口角色端口角色SWAdisplay stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE.端口状态端口状态实例实例ID现在学习的是第32页，共34页nSTP产生的原因是为了消除路径回环的影响产生的原因是为了消除路径回环的影响nSTP通过选举根桥和阻塞冗余端口来消除环路通过选举根桥和阻塞冗余端口来消除环路nRSTP和和MSTP工作原理工作原理n生成树协议配置生成树协议配置本章总结本章总结现在学习的是第33页，共34页现在学习的是第34页，共34页