計算機網(wǎng)絡技術--生成樹協(xié)議書

1、1 1 1第第14章章 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議2 2 2主要內(nèi)容主要內(nèi)容 14.1 冗余和交換環(huán)路問題冗余和交換環(huán)路問題 14.2 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議 14.3 檢查生成樹協(xié)議的命令檢查生成樹協(xié)議的命令3 3 314.1 冗余和交換環(huán)路問題冗余和交換環(huán)路問題 14.1.1 冗余對于網(wǎng)絡的重要意義冗余對于網(wǎng)絡的重要意義 14.1.2 交換環(huán)路所帶來的危害交換環(huán)路所帶來的危害4 4 414.1.1 冗余對于網(wǎng)絡的重要意義冗余對于網(wǎng)絡的重要意義 添加備份的鏈路和備份的設備添加備份的鏈路和備份的設備實現(xiàn)冗余。實現(xiàn)冗余。 網(wǎng)絡設備的故障率遠遠低于線網(wǎng)絡設備的故障率遠遠低于線路的故障率。路的故障率。5 5

2、 514.1.1 冗余對于網(wǎng)絡的重要意義冗余對于網(wǎng)絡的重要意義6 6 614.1.1 冗余對于網(wǎng)絡的重要意義冗余對于網(wǎng)絡的重要意義7 7 714.1.2 交換環(huán)路所帶來的危害交換環(huán)路所帶來的危害 1 產(chǎn)生廣播風暴產(chǎn)生廣播風暴 2 出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象 3 MAC地址表不穩(wěn)定地址表不穩(wěn)定8 8 81 產(chǎn)生廣播風暴產(chǎn)生廣播風暴9 9 92 出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象1010102 出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象1111112 出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象出現(xiàn)幀的復制現(xiàn)象1212123 MAC地址表不穩(wěn)定地址表不穩(wěn)定1313133 MAC地址表不穩(wěn)定地址表不穩(wěn)定1414143 MAC地址表不

3、穩(wěn)定地址表不穩(wěn)定15151514.2 生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議 14.2.1 生成樹協(xié)議的原理生成樹協(xié)議的原理 14.2.2 生成樹協(xié)議的算法生成樹協(xié)議的算法 14.2.3 交換機之間使用交換機之間使用BPDU傳遞交換機的信息傳遞交換機的信息 14.2.4 端口的狀態(tài)端口的狀態(tài) 14.2.5 快速生成樹協(xié)議快速生成樹協(xié)議16161614.2.1 生成樹協(xié)議的原理生成樹協(xié)議的原理 交換網(wǎng)絡中，環(huán)路往往是多個環(huán)路同時存在的。交換網(wǎng)絡中，環(huán)路往往是多個環(huán)路同時存在的。 交換網(wǎng)絡中，交換設備越多，拓撲結(jié)構越復雜，產(chǎn)生的交換網(wǎng)絡中，交換設備越多，拓撲結(jié)構越復雜，產(chǎn)生的環(huán)路越多。環(huán)路越多。 成為具有冗余性的無

4、環(huán)路網(wǎng)絡，就要利用軟件算法邏輯成為具有冗余性的無環(huán)路網(wǎng)絡，就要利用軟件算法邏輯地阻塞一些交換機的端口。地阻塞一些交換機的端口。 負責在邏輯上解決環(huán)路問題的算法是生成樹協(xié)議。目的負責在邏輯上解決環(huán)路問題的算法是生成樹協(xié)議。目的是在網(wǎng)絡中把復雜的環(huán)路變成簡單且無環(huán)路的樹型結(jié)構是在網(wǎng)絡中把復雜的環(huán)路變成簡單且無環(huán)路的樹型結(jié)構。171717 One root bridge per network One root port per nonroot bridge One designated port per segment Nondesignated ports are unusedSpanning-

5、Tree Operation18181814.2.2 生成樹協(xié)議的算法生成樹協(xié)議的算法 根交換機，稱為根交換機，稱為根橋根橋。 交換機的優(yōu)先級交換機的優(yōu)先級+MAC地址地址 Cisco的交換機的優(yōu)先級：的交換機的優(yōu)先級：065535，默認優(yōu)先級是，默認優(yōu)先級是32768，如果不使用命令改變優(yōu)先級，優(yōu)先級是相同的，如果不使用命令改變優(yōu)先級，優(yōu)先級是相同的。 往往是比較交換機的往往是比較交換機的MAC地址，地址， MAC地址最小的交換地址最小的交換機成為根橋。機成為根橋。 根橋的所有端口都不能是阻塞狀態(tài)。根橋的所有端口都不能是阻塞狀態(tài)。191919 標志端口（標志端口（designated por

6、t ） 根橋的所有端口是標志端口。根橋的所有端口是標志端口。 每一個網(wǎng)段有一個標志端口。每一個網(wǎng)段有一個標志端口。 標志端口不能被阻塞。標志端口不能被阻塞。202020 根端口（根端口（ root port ） 每一臺非根橋的交換機，都有一個端口成為根端口。每一臺非根橋的交換機，都有一個端口成為根端口。 根端口是該交換機上到達根橋根端口是該交換機上到達根橋路經(jīng)開銷路經(jīng)開銷最小的端口。最小的端口。 根端口不能被阻塞。根端口不能被阻塞。 路徑開銷是到達某個目的設備的路徑上一系列路徑開銷是到達某個目的設備的路徑上一系列端口開端口開銷銷的和。的和。 路徑開銷相同時，把端口路徑開銷相同時，把端口ID小的

7、作為根端口。小的作為根端口。212121端口開銷端口開銷222222 生成樹算法：確定根橋、標志端口、根端口、阻塞端口生成樹算法：確定根橋、標志端口、根端口、阻塞端口、標志端口。、標志端口。 確定阻塞端口：比較確定阻塞端口：比較MAC地址，地址， MAC地址較大的端口地址較大的端口被阻塞。被阻塞。232323242424252525262626272727路徑開銷相同時，把端口路徑開銷相同時，把端口ID小的作為根端口小的作為根端口28282814.2.3 交換機之間使用交換機之間使用BPDU傳遞交換機的信傳遞交換機的信息息 橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元：橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元： BPDU = Bridge Prot

8、ocol Data Unit (default = sent every two seconds) 交換機進行生成樹協(xié)議的計算，就是依靠學習交換機進行生成樹協(xié)議的計算，就是依靠學習別的交換機發(fā)出的別的交換機發(fā)出的BPDU知道其他交換機的信知道其他交換機的信息，對這些信息進行處理，以決定端口的狀態(tài)息，對這些信息進行處理，以決定端口的狀態(tài)。29292930303014.2.4 端口的狀態(tài)端口的狀態(tài) 阻塞（阻塞（Blocking）,延時延時20秒。開始啟動時。秒。開始啟動時。 監(jiān)聽（監(jiān)聽（Listening），延時），延時15秒。學習秒。學習BPDU。 學習（學習（Learning），延時），延時15秒。計算生成樹；學習秒。計算生成樹；學習MAC地址。地址。 轉(zhuǎn)發(fā)（轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）。開始工作。）。開始工作。 當交換機出現(xiàn)故障，