第三十章生成树协议精选PPT.ppt

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1、第三十章生成树协议第1页，本讲稿共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：第2页，本讲稿共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第3页，本讲稿共34页路径回环的影响路径回环的影响物理段 A物理段 B1111222333PCAPCBSWASWBSWC第4页，本讲稿共34页STP的作用的作用l通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径通过阻

2、断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环回环l当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性连通性ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D第5页，本讲稿共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第6页，本讲稿共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通过在桥之间交换通过在桥之间交换BPD

3、U（Bridge Protocol Data Unit，桥协，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。BPDUBPDUBPDU第7页，本讲稿共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自己为根桥（桥（Root Bridge）的

4、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进行转发进行转发第8页，本讲稿共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:16.0000-0000-0001BridgeID:0.0000-0000-0002第9页，

5、本讲稿共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），连接指定桥的端口为指定端口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置为阻塞状态置为阻塞状态RootDPDPRPDPRP

6、APCost=10Cost=20Cost=30E0/2E0/2E0/1E0/1E0/2E0/1第10页，本讲稿共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）的代数和）的代数和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Root1000M100M1000M10M100M10MCost=20Cost=200Cost=20

7、00E0/2E0/2E0/1E0/1E0/2E0/1第11页，本讲稿共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桥的端口为指定端口RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:0.0000-0000-0002BridgeID:0.0000-0

8、000-0001DPAP第12页，本讲稿共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第13页，本讲稿共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Blocking接收但不发送BPDU，不接收或转发数据-Listening接收并发送B

9、PDU，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，接收并转发数据第14页，本讲稿共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才才能到能到Forwarding状态状态l默认的默认的Forwarding Delay时间是时间是15秒秒第15页，本讲稿

10、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！第16页，本讲稿共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第17页，本讲稿共34页RSTPlRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是快

11、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。第18页，本讲稿共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，

12、没有延迟。第19页，本讲稿共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，故障恢复的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第20页，本讲稿共34页RSTP改进（改进（2）SWASWBl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，则交换机如果端口被选为非边缘指定端口，且交换机之间是点

13、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。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。G0/1G0/1SWASWBG0/1G0/1握手赞同第21页，本讲稿共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第22页，本讲稿共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第23页，本讲稿共34页PCBPCASTP、RSTP的问题的问题lTrunk链路上实际上运行着多个

14、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均在均在此阻塞此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20第24页，本讲稿共34页MSTPlMSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议），多生成树协议）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捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成树成树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

15、实例实例A:VLAN110实例实例B:VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20第25页，本讲稿共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 第26页，本讲稿共34页三种生成树协议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Forw

16、arding Delay时间ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间STPRSTP/MSTP第27页，本讲稿共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第28页，本讲稿共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的工作模式的工作模式 Switch stp enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch stp mode stp|rstp|ms

17、tp 第29页，本讲稿共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第30页，本讲稿共34页STP配置示例配置示例核心接入用户SWASWBSWCE1/0/1SWAstp enableSWAstp priority 0SWBstp enableSWBstp priority 4096SWCstp enableSWCinterface Ethernet

18、 1/0/1SWC-Ethernet1/0/1 stp edged-port enable第31页，本讲稿共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/ERPC :32768.000f-e23e-f9b0/0CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-e23e-f9b0/0CIST RootPortId :0.0BPDU-

19、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第32页，本讲稿共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第33页，本讲稿共34页第34页，本讲稿共34页