生成树协议原理及配置学习教案.pptx
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1、会计学1生成生成(shn chn)树协议原理及配置树协议原理及配置第一页,共67页。2教学教学教学教学(jio xu)(jio xu)目标目标目标目标学习内容学习内容1.STP1.STP及及RSTPRSTP技术原理技术原理2.STP2.STP及及RSTPRSTP基本配置基本配置(pizh)(pizh)3.RSTP3.RSTP在实际网络中的应用在实际网络中的应用第1页/共67页第二页,共67页。3课程课程(kchng)议题议题生成生成(shn chn)树起源树起源第2页/共67页第三页,共67页。4生成生成(shn chn)(shn chn)树综述树综述LAN 1LAN 2存在(cnzi)单点故
2、障冗余的设计(shj)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第3页/共67页第四页,共67页。5生成生成(shn chn)(shn chn)树综述树综述n n生成树协议的分类生成树协议的分类(fn li)(fn li)n n生成树协议的分类生成树协议的分类(fn li)(fn li),按照产生的时间先后顺序,按照产生的时间先后顺序为为STPSTP、RSTPRSTP、MSTPMSTPn n生成树协议所遵循的生成树协议所遵循的IEEEIEEE标准标准n n 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S
3、TP-IEEE STP-IEEE 802.1d802.1d,RSTP-IEEE802.1WRSTP-IEEE802.1W,MSTP-IEEE 802.1SMSTP-IEEE 802.1S第4页/共67页第五页,共67页。6学习学习学习学习(xux)(xux)目标目标目标目标n n掌握STP、RSTP原理及配置实施技术n n理解二层交换网络的收敛与生成树协议有关(yugun)n n理解数据在二层交换网络中走的路径与生成树协议有关(yugun)第5页/共67页第六页,共67页。7课程课程(kchng)议题议题STP技术技术(jsh)原理原理第6页/共67页第七页,共67页。8STP议题议题(yt)
4、n nSTPSTP协议的作用与应用场景协议的作用与应用场景n nSTPSTP工作原理工作原理n n配置消息配置消息(xio xi)(xio xi)(BPDUBPDU)的报文格式)的报文格式n n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n nSTPSTP的配置与实施的配置与实施第7页/共67页第八页,共67页。91 1、什么是、什么是、什么是、什么是STPSTP协议协议协议协议(xiy)(xiy),它的作用是什么,它的作用是什么,它的作用是什么,它的作用是什么n nSTP(spanning-tree-protocol)是交换机通过某种特定算法来是交换机通过某种特定算法来逻辑阻
5、塞物理冗余网络逻辑阻塞物理冗余网络(wnglu)中某些接口,以达到中某些接口,以达到避免数据转发循环,生成无环避免数据转发循环,生成无环路拓扑的一种二层协议。路拓扑的一种二层协议。第8页/共67页第九页,共67页。10LAN 1LAN 2该链路处于(chy)阻塞状态该链路重新(chngxn)被激活STP是怎样(znyng)处理环路呢?第9页/共67页第十页,共67页。2、STP工作工作(gngzu)原理原理n基本思想:在网桥之间传递配置消息(xio xi)(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,建立一个无循环的逻辑拓扑。n网桥利用收到的配置消息
6、(xio xi)做以下动作:n l配置配置BPDU包含以下重要信息,完成生成包含以下重要信息,完成生成(shn chn)树计算树计算l根桥根桥ID(RootID)l根路径开销(根路径开销(RootPathCost)l指定桥指定桥ID(DesignatedBridgeID)l指定端口指定端口ID(DesignatedPortID)第10页/共67页第十一页,共67页。12l各台设备的各个端口在初始时生成以自己各台设备的各个端口在初始时生成以自己(zj)为为根桥(根桥(Root Bridge)的配置消息,向外发送自己)的配置消息,向外发送自己(zj)的配置消息的配置消息 l网络收敛后,根桥向外发送
7、配置网络收敛后,根桥向外发送配置BPDU,其他的设备,其他的设备对该配置对该配置BPDU进行转发进行转发第11页/共67页第十二页,共67页。根桥的选举根桥的选举(xunj)SWASWBSWCn n桥桥IDID由桥优先级(由桥优先级(BridgePriorityBridgePriority)和桥)和桥MACMAC地址地址(dzh(dzh)(BridgeMacAddressBridgeMacAddress)组成)组成n n桥桥IDID小的桥被选举为根桥小的桥被选举为根桥BridgeID:0.0000-0000-0000BridgeID:16.0000-0000-0001BridgeID:0.00
8、00-0000-0002第12页/共67页第十三页,共67页。端口角色端口角色(ju s)的确定的确定SWASWBSWCn n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 Designated Port)n n在非根桥上选举在非根桥上选举(xu(xu nj nj)根路径开销(根路径开销(RootPathCost RootPathCost)最小的端口)最小的端口为根端口(为根端口(Root PortRoot Port)n n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 Designated
9、BridgeBridge),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n n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STPSTP置为阻塞状态置为阻塞状态RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=30第13页/共67页第十四页,共67页。根路径根路径(ljng)开销开销SWASWBSWCn n根路径开销(根路径开销(RootPathCost RootPathCost)是到达)是到达(dod)(dod)根的路径上所有链路开销根的路径上所有链路开销(CostCost)的代数和)的代数和n n非根桥进行根端口选举时,根路径开销最小的端口
10、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n n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Root1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30第14页/共67页第十五页,共67页。通过桥通过桥ID决定决定(judng)端口角色端口角色SWASWBSWCn n在根路径开销在根路径开销(ki xio)(ki xio)相同时,所连网段指定桥相同时,所连网段指定桥IDID最小的端口为根最小的端口为根端口端口n n在根路径开销在根路径开销(ki xio)(ki xio)相同时,桥相同时,
11、桥IDID最小的桥被选举为物理段上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指定桥,连接指定桥的端口为指定端口RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:0.0000-0000-0002BridgeID:0.0000-0000-0001DPAP第15页/共67页第十六页,共67页。通过通过(tnggu)端口端口ID决定端口决定端口角色角色SWASWBn n在根路径开销、指定在根路径开销、指定(zh(zh dng)dng)桥桥IDID都相同的情况下,所连指定都相同的情况下,所连指定(zh(zh dng
12、)dng)端口端口IDID小的端口为根端口小的端口为根端口RootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID:0.0000-0000-0001第16页/共67页第十七页,共67页。18STPSTP初始化收敛初始化收敛初始化收敛初始化收敛(shuli(shuli n)n)n n选择根网桥n n在非根网桥上选择根端口n n在每一个网段上选择一个指定端口n n阻塞(zs)剩余端口第17页/共67页第十八页,共67页。193 3、BPDUBPDU报文结构报文结构报文结构报文结构(jigu)(jigu)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
13、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帧固定帧固定(gdng)的链路头。值为:的链路头。值为:0 x424203Payload:BPDU数据数据(shj)DMADMALLC HeaderLLC HeaderSMASMAL/L/T TPayloadPayload0 x01-80-c2-00-00-00第18页/共67页第十九页,共67页。端口状态端口状态(zhungti)端口角色端口角色端口状态端口状态端口行为端口行为未启用未启用STP功能的端口功能的端口Disabled不收发不收发BPDU报文,接收或报文,接收或转发数据转发数
14、据非指定端口非指定端口或根端口或根端口Blocking接收但不发送接收但不发送BPDU,不接,不接收或转发数据收或转发数据-Listening接收并发送接收并发送BPDU,不接收,不接收或转发数据或转发数据-Learning接收并发送接收并发送BPDU,不接收,不接收或转发数据或转发数据指定端口或指定端口或根端口根端口Forwarding接收并发送接收并发送BPDU,接收并,接收并转发数据转发数据第19页/共67页第二十页,共67页。21拓扑变化拓扑变化(binhu)交换机二层端口收交换机二层端口收敛导致用户业务可能敛导致用户业务可能中断中断ABC123Link 1 down 收敛收敛(shu
15、lin)时间时间Link 2 down 收敛收敛(shulin)时间时间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TCN第20页/共67页第二十一页,共67页。225、生成、生成(shn chn)树协议的树协议的配置配置Spanning-treeSwitch(config)#no Spanning-treeSwitch(config)#Spanning-tree mode stp/rstp/mstpSwitch(config)#n n开启生成树协议默认开启生成树协议默认(mrn)(mrn)生成树协议是关闭
16、的生成树协议是关闭的n n关闭生成树协议默认关闭生成树协议默认(mrn)(mrn)生成树协议是关闭的生成树协议是关闭的n n配置生成树协议的类型配置生成树协议的类型n n锐捷全系列交换机默认锐捷全系列交换机默认(mrn)(mrn)使用使用MSTPMSTP协议协议第21页/共67页第二十二页,共67页。23n n配置交换机优先级配置交换机优先级n n“0”“0”或或“4096”“4096”的倍数的倍数(bish)(bish)、共、共1616个个,缺省缺省3276832768。n n恢复到缺省值恢复到缺省值n n配置交换机端口的优先级配置交换机端口的优先级n nSwitch(config)#int
17、erface interface-type interface-numberSwitch(config)#interface interface-type interface-numbern nSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority numberSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority number生成树协议生成树协议(xiy)的配置(续)的配置(续)spanning-tree priority Switch(config)#nospanning-tree prioritySwitch(con
18、fig)#第22页/共67页第二十三页,共67页。24生成生成(shn chn)树协议的配置树协议的配置(续)(续)spanning-tree port-priority numberSwitch(config-if)#n n配置交换机端口的优先级配置交换机端口的优先级n n端口优先级可配置范围端口优先级可配置范围(fnwi)(fnwi)为为0 0或或1616的整数倍,共的整数倍,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。第23页/共67页第二十四页,共67页。25生成生成(shn chn)树协议的配置树协议的配置(续)(续)n n配置配置(piz
19、h)(pizh)交换机优先级和端口优先级范例交换机优先级和端口优先级范例第24页/共67页第二十五页,共67页。26生成树协议生成树协议(xiy)的配置(续)的配置(续)n nSpanning Tree Spanning Tree 的缺省配置:的缺省配置:的缺省配置:的缺省配置:n n关闭关闭关闭关闭STPSTPn nSTP Priority STP Priority 是是是是3276832768n nSTP port Priority STP port Priority 是是是是128128n nSTP 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
20、根据端口速率自动判断根据端口速率自动判断(pndun)(pndun)n nHello Time 2Hello Time 2秒秒秒秒n nForward-delay Time 15Forward-delay Time 15秒秒秒秒n nMax-age Time 20Max-age Time 20秒秒秒秒n n可通过可通过可通过可通过spanning-tree reset spanning-tree reset 命令让命令让命令让命令让spanning treespanning tree参数恢复到缺省配置参数恢复到缺省配置参数恢复到缺省配置参数恢复到缺省配置第25页/共67页第二十六页,共67页。
21、27n n配置配置(pizh)Hello Time(pizh)Hello Timen n配置配置(pizh)Forward-Delay Time(pizh)Forward-Delay Time 生成树协议生成树协议(xiy)的配置(续)的配置(续)spanning-tree hello-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,通过秒,通过(tnggu)(tnggu)配置可修改,取值范围是配置可修改,取值范围是1-101-10秒。秒。spanning-tree forward-time second
22、s 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,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4 4到到3030秒秒 第26页/共67页第二十七页,共67页。28n n配置配置(pizh)Max-Age Time(pizh)Max-Age Time 生成生成(shn chn)树协议的配置树协议的配置(续)(续)spanning-tree max-age seconds Switch(config)#Max-Age Time Ma
23、x-Age Time 为为BPDUBPDU报文的最大生存报文的最大生存(shngcn)(shngcn)时间,默认值是时间,默认值是2020秒,可以通过配置修改,取值范围是秒,可以通过配置修改,取值范围是6 6到到4040秒秒 第27页/共67页第二十八页,共67页。29n n配置配置(pizh)bpdu-guard(pizh)bpdu-guard 生成生成(shn chn)树协议的配置树协议的配置(续)(续)spanning-tree bpduguard enable Switch(config-if)#Bpdu-guardBpdu-guard特性防止非法交换机的接入特性防止非法交换机的接入,
24、保护拓扑保护拓扑.如果在配置了该特性的接口上收到了如果在配置了该特性的接口上收到了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errdisable recoveryerrdisable recovery命令命令(mng lng)(mng lng)恢复接口恢复接口第28页/共67页第二十九页,共67页。30n n配置配置(pizh)portfast(pizh)portfast 生成树协议生成树协议(xiy)的配置(续)的配置(续)spanning-tree portfastSwitch(config-i
25、f)#PortfastPortfast特性会使端口直接进入特性会使端口直接进入Forwarding,Forwarding,但会因为收到但会因为收到BPDUBPDU而使该特性时效而使该特性时效,从而从而(cng r)(cng r)使端口进行正常的使端口进行正常的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.第29页/共67页第三十页,共67页。31课程课程(kchng)议题议题RSTP技术技术(jsh)原理原理第30页/共67页第三十一页,共67页。32STP的不足的不足(bz)n n 端口从阻塞
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