锐捷工程师+2 生成树协议原理及配置.ppt
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1、 冗余设计-设计出强壮的网络架构trunktrunk 单星型拓扑单星型拓扑容易出现单点故障,可靠性较差。解决方案硬件设备链路:热备冷备双设备双模块双星型拓扑双星型拓扑可靠性较高,达到五个九的高可用性。软件/协议冗余设计:VRRP、聚合端口、路由协议的实施1生成树协议原理及配置技术培训中心技术培训中心2教学目标通过本章学习使学员能够通过本章学习使学员能够:1.掌握掌握STPSTP及及RSTPRSTP技术原理技术原理2.2.掌握掌握STPSTP及及RSTPRSTP基本配置基本配置3.3.掌握掌握RSTPRSTP在实际网络中的应用在实际网络中的应用4.4.掌握掌握MSTPMSTP的原理和实施技术的原
2、理和实施技术3课程议题生成树起源生成树起源4生成树综述LAN 1LAN 2存在单点故障冗余的设计又会带来环路,导致广播风暴生成树协议的产生背景生成树协议的产生背景生成树协议的产生背景生成树协议的产生背景5生成树综述n生成树协议的分类生成树协议的分类 生成树协议的分类,按照产生的时间先后顺序为生成树协议的分类,按照产生的时间先后顺序为STPSTP、RSTPRSTP、MSTPMSTPn生成树协议所遵循的生成树协议所遵循的IEEEIEEE标准标准 三种生成树所遵循的三种生成树所遵循的IEEEIEEE标准分别为标准分别为STP-IEEE 802.1dSTP-IEEE 802.1d,RSTP-RSTP-
3、IEEE802.1WIEEE802.1W,MSTP-IEEE 802.1SMSTP-IEEE 802.1S6学习目标1、掌握STP、RSTP、MST原理及配置实施技术2、理解二层交换网络的收敛与生成树协议有关3、理解数据在二层交换网络中走的路径与生成树协议有关7课程议题一、一、STP技术原理技术原理8STP议题n1 1、STPSTP协议的作用与应用场景协议的作用与应用场景n2 2、STPSTP工作原理工作原理n3 3、配置消息(、配置消息(BPDUBPDU)的报文格式)的报文格式n4 4、网络拓扑变化时、网络拓扑变化时STPSTP的收敛过程的收敛过程n5 5、STPSTP的配置与实施的配置与实
4、施91、什么是STP协议,它的作用是什么STP(spanning-tree-protocol)是交换)是交换机通过某种特定算法来逻辑阻塞物理冗余机通过某种特定算法来逻辑阻塞物理冗余网络中某些接口,以达到避免数据转发循网络中某些接口,以达到避免数据转发循环,生成无环路拓扑的一种二层协议。环,生成无环路拓扑的一种二层协议。10LAN 1LAN 2该链路处于阻塞状态该链路重新被激活STP是怎样处理环路呢?11STP的应用场景双星型结构单星型结构122、STP工作原理n基本思想:在网桥之间传递配置消息(BPDU),比较其中的参数,根据STP算法打开好的端口,阻塞差的端口,从而打破物理环路,建立一个无循
5、环的逻辑拓扑。网桥利用收到的配置消息做以下动作:确定最小的根网桥确定最小的根网桥ID(网桥优先级背板(网桥优先级背板MAC地址)地址)确定最小路径开销确定最小路径开销cost 确定最小发送网桥确定最小发送网桥ID 确定最小发送端口确定最小发送端口ID13最短路径的选择带宽带宽IEEE802.1dIEEE802.1t10Mbps1002000000100Mbps192000001000Mbps42000010Gbps22000 比较开销选择路径比较开销选择路径比较本交换机到达根交换机路径的开销,选择开销最小的路径比较本交换机到达根交换机路径的开销,选择开销最小的路径14STP初始化收敛选择根网桥
6、在非根网桥上选择根端口在每一个网段上选择一个指定端口阻塞剩余端口153、BPDU报文结构项目字节协议ID2版本号1报文类型1标记域1根网桥ID8根路径成本4发送网桥ID8端口ID2报文老化时间2最大老化时间2访问时间2转发延迟2L/T:帧长LLC Header:BPDU帧固定的链路头。值为:0 x424203Payload:BPDU数据DMADMALLC HeaderLLC HeaderSMASMAL/TL/TPayloadPayload0 x01-80-c2-00-00-0016端口状态 生成树端口的四种状态生成树端口的四种状态生成树端口的四种状态生成树端口的四种状态 Blocking Bl
7、ocking 接收接收BPDUBPDU,不学习,不学习MACMAC地址,不转发数据帧地址,不转发数据帧 Listening Listening 接收接收BPDU,BPDU,不学习不学习MACMAC地址,不转发数据帧,但交换机向其地址,不转发数据帧,但交换机向其他交换机通告该端口,参与选举根端口或指定端口他交换机通告该端口,参与选举根端口或指定端口 LearningLearning 接收接收BPDU,BPDU,学习学习MACMAC地址,不转发数据帧地址,不转发数据帧 ForwardingForwarding 正常转发数据帧正常转发数据帧一个启用了一个启用了STP的交换机的端口收敛时间问题的交换机
8、的端口收敛时间问题17端口状态迁移184。那么当拓扑发生变化,STP怎么处理呢?19拓扑变化交换机二层端口收敛导致用户业务可能中断ABC123Link 1 down 收敛时间收敛时间Link 2 down 收敛时间收敛时间Link 3 down 收敛时间收敛时间30秒,秒,C产生产生TCN次佳次佳BPDU 10秒秒30秒,秒,C产生产生TCNB产生产生TCN20TCN BPDU(Topology Change Notification)当有以下几种情况出现时交换机发送当有以下几种情况出现时交换机发送当有以下几种情况出现时交换机发送当有以下几种情况出现时交换机发送TCN BPDUTCN BPDU
9、报文报文报文报文 处于转发状态或监听状态的端口,状态变为阻塞处于转发状态或监听状态的端口,状态变为阻塞 处于未启用状态的端口进入转发状态,并且交换机上有其他的转处于未启用状态的端口进入转发状态,并且交换机上有其他的转发端口发端口 交换机从指定端口收到交换机从指定端口收到TCN BPDUTCN BPDU报文报文 简单的来说就是端口的简单的来说就是端口的up/downup/down就会导致交换机发就会导致交换机发TCN BPDUTCN BPDU发给上游交换机,发到根桥那里去发给上游交换机,发到根桥那里去21TCN BPDU的作用加快mac表的超时以更新转发表项当网络拓扑发生变化时,交换机会从自己的
10、根端口向外发送TCN BPDU报文接收到TCN BPDU报文的交换机向发送者发送TCA报文标识对TCN的确认根交换机接收到TCN BPDU报文向网络中发送TC BPDU标识拓扑变化收到TC BPDU的交换机将MAC地址表清空225、生成树协议的配置Spanning-treeSwitch(config)#no Spanning-treeSwitch(config)#Spanning-tree mode stp/rstp/mstpSwitch(config)#开启生成树协议开启生成树协议锐捷默认生成树协议是关闭的锐捷默认生成树协议是关闭的 关闭生成树协议关闭生成树协议锐捷默认生成树协议是关闭的锐捷
11、默认生成树协议是关闭的 配置生成树协议的类型配置生成树协议的类型锐捷全系列交换机默认使用锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议协议23 配置交换机优先级配置交换机优先级 “0”0”或或“4096”4096”的倍数、共的倍数、共1616个个,缺省缺省3276832768。恢复到缺省值恢复到缺省值 配置交换机端口的优先级配置交换机端口的优先级 Switch(config)#interfaceSwitch(config)#interface interface-type interface-numberinterface-type interface-number Switch(config-if)#
12、spanning-treeSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority port-priority numbernumber生成树协议的配置(续)spanning-tree priority Switch(config)#nospanning-tree prioritySwitch(config)#24生成树协议的配置(续)spanning-tree port-priority numberSwitch(config-if)#配置交换机端口的优先级配置交换机端口的优先级端口优先级可配置范围为端口优先级可配置范围为0 0或或1616的整数倍,共的整数
13、倍,共1616个,最大值为个,最大值为240240,默认优先级为,默认优先级为128128。25生成树协议的配置(续)配置交换机优先级和端口优先级范例配置交换机优先级和端口优先级范例26生成树协议的配置(续)Spanning Tree Spanning Tree 的缺省配置:的缺省配置:的缺省配置:的缺省配置:关闭关闭STPSTP STP Priority STP Priority 是是3276832768 STP port Priority STP port Priority 是是128128 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
14、Hello Time 2Hello Time 2秒秒 Forward-delay Time 15Forward-delay Time 15秒秒 Max-age Time 20Max-age Time 20秒秒 可通过可通过spanning-tree reset spanning-tree reset 命令让命令让spanning treespanning tree参数恢复到缺省参数恢复到缺省配置配置27配置配置Hello TimeHello Time配置配置Forward-Delay TimForward-Delay Time e 生成树协议的配置(续)spanning-tree hello-
15、time seconds Switch(config)#根交换机发送根交换机发送BPDUBPDU报文的默认时间是报文的默认时间是2 2秒,通过配置可修改,取值范围是秒,通过配置可修改,取值范围是1-1-1010秒。秒。spanning-tree forward-time seconds Switch(config)#Forward-Delay TimeForward-Delay Time为为BPDUBPDU报文扩散到全网中的时间,默认时间是报文扩散到全网中的时间,默认时间是1515秒,秒,通过配置可修改,取值范围是通过配置可修改,取值范围是4 4到到3030秒秒 28配置配置Max-Age T
16、ime Max-Age Time 生成树协议的配置(续)spanning-tree max-age seconds Switch(config)#Max-Age Time Max-Age Time 为为BPDUBPDU报文的最大生存时间,默认值是报文的最大生存时间,默认值是2020秒,可以通过配置秒,可以通过配置修改,取值范围是修改,取值范围是6 6到到4040秒秒 29配置配置bpdubpdu-guard-guard 生成树协议的配置(续)spanning-tree bpduguard enable Switch(config-if)#BpduBpdu-guard-guard特性防止非法交换
17、机的接入特性防止非法交换机的接入,保护拓扑保护拓扑.如果在配置了该特性的接如果在配置了该特性的接口上收到了口上收到了BPDU,BPDU,则接口会进入则接口会进入Error-disabledError-disabled状态状态,可通过手工配置可通过手工配置errdisableerrdisable recoveryrecovery命令恢复接口命令恢复接口30配置配置portfastportfast 生成树协议的配置(续)spanning-tree portfastSwitch(config-if)#PortfastPortfast特性会使端口直接进入特性会使端口直接进入Forwarding,For
18、warding,但会因为收到但会因为收到BPDUBPDU而使该特性时而使该特性时效效,从而使端口进行正常的从而使端口进行正常的STPSTP算法后进入算法后进入Forwarding,Forwarding,通常结合通常结合BPDUGUARDBPDUGUARD特性使用特性使用.31STP回顾nSTPSTP工作原理工作原理n配置消息(配置消息(BPDUBPDU)的报文格式)的报文格式nSTPSTP的端口收敛的端口收敛n校园网中校园网中STPSTP的部署要点的部署要点32课程议题二、二、RSTP技术原理技术原理33RSTP议题nRSTPRSTP的三个改进之处的三个改进之处的三个改进之处的三个改进之处nR
19、STPRSTP的向后兼容问题的向后兼容问题的向后兼容问题的向后兼容问题34STP的不足n n 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 Forward DelayForward Delay时间,时间,时间,时间,所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的Forward DelayForward Delay时间,才时间,才时间,才时间,才能恢复连能恢复连能恢复连能恢复连
20、 通性通性通性通性n n 如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁的失去连通性,这样如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁的失去连通性,这样如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁的失去连通性,这样如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁的失去连通性,这样用户将无法忍受。用户将无法忍受。用户将无法忍受。用户将无法忍受。35RSTP协议概述RSTPRSTP(快速生成树协议)是从(快速生成树协议)是从(快速生成树协议)是从(快速生成树协议)是从STPSTP发展而来,发展而来,发展而来,发展而来,实现的基本思想一实现的基本思想一实现的基本思想一实现的基本思想一致;致;致;致;RSTPRSTP具备具
21、备具备具备STPSTP的所有功能;的所有功能;的所有功能;的所有功能;RSTPRSTP改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时,尽可能快的恢复改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时,尽可能快的恢复改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时,尽可能快的恢复改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时,尽可能快的恢复网络的连通性。网络的连通性。网络的连通性。网络的连通性。36RSTP的端口状态与端口角色 端口角色端口角色u Root Port:与:与STP中的根端口概念一致。中的根端口概念一致。u Designated Port:与:与STP中的指定端口概念一致。中的指定端口概念一致。u Alternate
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