生成樹協(xié)議實用教案

1、目錄(ml)12021-11-27u生成(shn chn)樹背景uSTPuRSTPuMSTPu生成(shn chn)樹協(xié)議的配置第1頁/共31頁第一頁，共31頁。1. 生成(shn chn)樹背景22021-11-27第2頁/共31頁第二頁，共31頁。路徑回環(huán)(hugun)的影響32021-11-27物理(wl)段 A物理(wl)段 B1111222333PCAPCBSWASWBSWC第3頁/共31頁第三頁，共31頁。生成(shn chn)樹的作用 通過(tnggu)阻斷冗余鏈路來消除橋接網絡中可能存在的路徑回環(huán) 當前路徑發(fā)生故障時，激活冗余備份鏈路，恢復網絡連通性42021-11-27ROO

2、T物理(wl)段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D第4頁/共31頁第四頁，共31頁。生成(shn chn)樹的作用 冗余網絡導致(dozh)的問題： 1.多幀復制(浪費帶寬) 在組播中是個大問題 2.MAC地址表的翻動 3.廣播風暴 阻止冗余網絡就是建立block STP是為克服冗余網絡中透明橋接的環(huán)路問題而創(chuàng)建的。 STP通過判斷網絡中存在環(huán)路的地方，并阻斷冗余鏈路來實現(xiàn)無環(huán)網絡。52021-11-27第5頁/共31頁第五頁，共31頁。2. STP62021-11-27第6頁/共31頁第六頁，共31頁。生成(shn chn)樹協(xié)議 STP（Spanning Tree Protoco

3、l，生成樹協(xié)議）是用于在局域網中消除數(shù)據鏈路層物理環(huán)路的協(xié)議。 通過在橋之間交換BPDU（Bridge Protocol Data Unit，橋協(xié)議數(shù)據單元(dnyun)），來保證設備完成生成樹的計算過程 。BPDU幀的目標地址是一個組播地址，為0180-c200-0000。72021-11-27SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU第7頁/共31頁第七頁，共31頁。配置BPDU的生成(shn chn)和傳遞 配置BPDU包含以下重要信息，完成生成(shn chn)樹計算 根橋ID（RootID） 根路徑開銷（RootPathCost） 指定橋ID（DesignatedBridgeID）

4、指定端口ID（ DesignatedPortID ） 各臺設備的各個端口在初始時生成(shn chn)以自己為根橋（Root Bridge）的配置消息，向外發(fā)送自己的配置消息 網絡收斂后，根橋向外發(fā)送配置BPDU，其他的設備對該配置BPDU進行轉發(fā)82021-11-27第8頁/共31頁第八頁，共31頁。根橋的選舉(xunj) 橋ID由橋優(yōu)先級（Bridge Priority）和橋MAC地址（Bridge Mac Address）組成(z chn) 橋ID小的橋被選舉為根橋92021-11-27SWASWBSWCBridgeID: 0.0000-0000-0000BridgeID: 16.000

5、0-0000-0001BridgeID: 0.0000-0000-0002第9頁/共31頁第九頁，共31頁。端口角色(ju s)的確定 根橋上的所有(suyu)端口為指定端口（ Designated Port ） 在非根橋上選舉根路徑開銷（ Root Path Cost）最小的端口為根端口（Root Port） 每個物理段選出根路徑開銷最小的橋作為指定橋（ Designated Bridge），連接指定橋的端口為指定端口 不是根端口和指定端口的其余端口被STP置為阻塞狀態(tài)102021-11-27SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=30第10頁

6、/共31頁第十頁，共31頁。根路徑(ljng)開銷 根路徑(ljng)開銷（ Root Path Cost）是到達根的路徑(ljng)上所有鏈路開銷（Cost）的代數(shù)和 非根橋進行根端口選舉時，根路徑(ljng)開銷最小的端口為根端口 物理段進行指定橋選舉時，路徑(ljng)開銷最小的橋為指定橋112021-11-27SWASWBSWCRoot1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30第11頁/共31頁第十一頁，共31頁。通過(tnggu)橋ID決定端口角色 在根路徑開銷(ki xio)相同時，所連網段指定橋ID最小的端口為根端口 在根路徑開銷(

7、ki xio)相同時，橋ID最小的橋被選舉為物理段上的指定橋，連接指定橋的端口為指定端口122021-11-27SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID: 0.0000-0000-0002DPAPBridgeID: 0.0000-0000-0001第12頁/共31頁第十二頁，共31頁。通過(tnggu)端口ID決定端口角色 在根路徑開銷、指定(zhdng)橋ID都相同的情況下，所連指定(zhdng)端口ID小的端口為根端口132021-11-27SWASWBRootG0/1G0/2APCost=10

8、Cost=10RPBridgeID: 0.0000-0000-0001第13頁/共31頁第十三頁，共31頁。端口狀態(tài)(zhungti)142021-11-27端口角色端口角色端口狀態(tài)端口狀態(tài)端口行為端口行為未啟用未啟用STP功能的端口功能的端口Disabled不收發(fā)不收發(fā)BPDU報文，接收或報文，接收或轉發(fā)數(shù)據轉發(fā)數(shù)據非指定端口非指定端口或根端口或根端口Blocking接收但不發(fā)送接收但不發(fā)送BPDU，不接，不接收或轉發(fā)數(shù)據收或轉發(fā)數(shù)據-Listening接收并發(fā)送接收并發(fā)送BPDU，不接收，不接收或轉發(fā)數(shù)據，選舉或轉發(fā)數(shù)據，選舉root、rp、dp（根橋、根端口和指定端（根橋、根端口和指定端

9、口）口）-Learning接收并發(fā)送接收并發(fā)送BPDU，不接收，不接收或轉發(fā)數(shù)據，學習或轉發(fā)數(shù)據，學習MAC地址地址指定端口或指定端口或根端口根端口Forwarding接收并發(fā)送接收并發(fā)送BPDU，接收并，接收并轉發(fā)數(shù)據轉發(fā)數(shù)據第14頁/共31頁第十四頁，共31頁。端口狀態(tài)(zhungti)遷移 端口被選為指定端口或根端口后，需要從Blocking狀態(tài)經Listening和Learning才能(cinng)到Forwarding狀態(tài) 默認的Forwarding Delay時間是15秒152021-11-27ForwardingLearningListeningBlockingForwardin

10、g Delay時間(shjin)Forwarding Delay時間第15頁/共31頁第十五頁，共31頁。生成(shn chn)樹的不足 端口從阻塞狀態(tài)進入轉發(fā)狀態(tài)必須經歷兩倍的Forwarding Delay時間 如果(rgu)網絡中的拓撲結構變化頻繁，網絡會頻繁地失去連通性162021-11-27SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓撲(tu p)變化，我都至少有30秒的時間無法訪問服務器！第16頁/共31頁第十六頁，共31頁。3. RSTP172021-11-27第17頁/共31頁第十七頁，共31頁。RSTP RSTP（Rapid Spanning Tree Proto

11、col，快速(kui s)生成樹協(xié)議）是STP協(xié)議的優(yōu)化版 RSTP具備STP的所有功能 RSTP可以實現(xiàn)快速(kui s)收斂 在某些情況下，端口進入轉發(fā)狀態(tài)的延時大大縮短，從而縮短了網絡最終達到拓撲穩(wěn)定所需要的時間。182021-11-27第18頁/共31頁第十八頁，共31頁。RSTP的改進(gijn)192021-11-27STP行為行為RSTP行為行為端口被選端口被選為根端口為根端口默認情況下，默認情況下，2倍的倍的Forwarding Delay的的時間延遲。時間延遲。存在阻塞的備份根端口情況下，存在阻塞的備份根端口情況下，僅有數(shù)毫秒延遲。僅有數(shù)毫秒延遲。端口被選端口被選為指定端為指

12、定端口口默認情況下，默認情況下，2倍的倍的Forwarding Delay的的時間延遲。時間延遲。在指定端口是非邊緣端口的情況在指定端口是非邊緣端口的情況下，延遲取決因素較多。下，延遲取決因素較多。在指定端口是邊緣端口的情況下，在指定端口是邊緣端口的情況下，指定端口可以直接進入轉發(fā)狀態(tài)，指定端口可以直接進入轉發(fā)狀態(tài)，沒有延遲。沒有延遲。第19頁/共31頁第十九頁，共31頁。4. MSTP202021-11-27第20頁/共31頁第二十頁，共31頁。MSTP Trunk鏈路上實際上運行著多個VLAN 所有VLAN共用一棵生成樹 無法(wf)實現(xiàn)不同VLAN在多條Trunk鏈路上的負載分擔2120

13、21-11-27PCBPCA所有所有(suyu)VLAN(suyu)VLAN均在此阻塞均在此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20第21頁/共31頁第二十一頁，共31頁。MSTP MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成樹協(xié)議） 將多個VLAN捆綁到一個實例(shl)，每個實例(shl)生成獨立的生成樹 在多條Trunk鏈路上實現(xiàn)VLAN級負載分擔222021-11-27SWASWBSWCServer實例實例(shl)A: VLAN110實例實例(shl)B: VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20第22頁/共3

14、1頁第二十二頁，共31頁。三種生成樹協(xié)議(xiy)特性的比較 MSTP具有( jyu)RSTP的快速收斂，同時又具有( jyu)負載分擔機制 MSTP兼容STP和RSTP 232021-11-27特性列表特性列表STPRSTPMSTP解決環(huán)路故障并實解決環(huán)路故障并實現(xiàn)冗余備份現(xiàn)冗余備份YYY快速收斂快速收斂NYY形成多棵生成樹實形成多棵生成樹實現(xiàn)負載分擔現(xiàn)負載分擔NNY第23頁/共31頁第二十三頁，共31頁。三種(sn zhn)生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)對比242021-11-27ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay時間(shjin)

15、Forwarding Delay時間(shjin)ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay時間Forwarding Delay時間STPRSTP/MSTP第24頁/共31頁第二十四頁，共31頁。5. 生成(shn chn)樹協(xié)議的配置252021-11-27第25頁/共31頁第二十五頁，共31頁。STP基本(jbn)配置 開啟(kiq)設備STP特性 關閉端口的STP特性 配置STP的工作模式 262021-11-27Switch stp enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch stp mode

16、stp | rstp | mstp 第26頁/共31頁第二十六頁，共31頁。STP可選配置(pizh) 配置當前(dngqin)設備的優(yōu)先級 配置端口為邊緣端口 272021-11-27Switch stp instance instance-id priority prioritySwitch-Ethernet1/0/1 stp edged-port enable第27頁/共31頁第二十七頁，共31頁。STP配置(pizh)示例282021-11-27核心(hxn)接入用戶(yngh)SWASWBSWCE1/0/1SWAstp enableSWAstp priority 0SWBstp en

17、ableSWBstp priority 4096SWCstp enableSWCinterface Ethernet 1/0/1SWC-Ethernet1/0/1 stp edged-port enable第28頁/共31頁第二十八頁，共31頁。STP監(jiān)控(jin kn)與維護292021-11-27當前工作模式當前工作模式(msh)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-Protection :disabledBridge Config-Digest-Snooping :disabledTC or TCN re