h3cne目錄課件第13章生成樹協(xié)議

生成樹協(xié)議ISSUE1.0日期：杭州華三通信技術(shù)有限公司，

了解STP產(chǎn)生的背景掌握STP基本工作原理掌握RSTP和MSTP基本原理掌握生成樹協(xié)議的配置課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：

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路徑回環(huán)的影響物理段A物理段B1111222333PCAPCBSWASWBSWC

STP的作用通過阻斷冗余鏈路來消除橋接網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑回環(huán)當(dāng)前路徑發(fā)生故障時(shí)，激活冗余備份鏈路，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性ROOT物理段A物理段C物理段E物理段B物理段D

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生成樹協(xié)議SWASWBSWCSTP（SpanningTreeProtocol，生成樹協(xié)議）是用于在局域網(wǎng)中消除數(shù)據(jù)鏈路層物理環(huán)路的協(xié)議。通過在橋之間交換BPDU（BridgeProtocolDataUnit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元），來保證設(shè)備完成生成樹的計(jì)算過程。BPDUBPDUBPDU

配置BPDU的生成和傳遞配置BPDU包含以下重要信息，完成生成樹計(jì)算根橋ID（RootID）根路徑開銷（RootPathCost）指定橋ID（DesignatedBridgeID）指定端口ID（DesignatedPortID）各臺(tái)設(shè)備的各個(gè)端口在初始時(shí)生成以自己為根橋（RootBridge）的配置消息，向外發(fā)送自己的配置消息網(wǎng)絡(luò)收斂后，根橋向外發(fā)送配置BPDU，其他的設(shè)備對(duì)該配置BPDU進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)

根橋的選舉SWASWBSWC橋ID由橋優(yōu)先級(jí)（BridgePriority）和橋MAC地址（BridgeMacAddress）組成橋ID小的橋被選舉為根橋BridgeID:0.0000-0000-0000BridgeID:16.0000-0000-0001BridgeID:0.0000-0000-0002

端口角色的確定SWASWBSWC根橋上的所有端口為指定端口（DesignatedPort）在非根橋上選舉根路徑開銷（RootPathCost）最小的端口為根端口（RootPort）每個(gè)物理段選出根路徑開銷最小的橋作為指定橋（DesignatedBridge），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)RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=30

根路徑開銷SWASWBSWC根路徑開銷（RootPathCost）是到達(dá)根的路徑上所有鏈路開銷（Cost）的代數(shù)和非根橋進(jìn)行根端口選舉時(shí)，根路徑開銷最小的端口為根端口物理段進(jìn)行指定橋選舉時(shí)，路徑開銷最小的橋?yàn)橹付騌oot1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30

通過橋ID決定端口角色SWASWBSWC在根路徑開銷相同時(shí)，所連網(wǎng)段指定橋ID最小的端口為根端口在根路徑開銷相同時(shí)，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RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:0.0000-0000-0002BridgeID:0.0000-0000-0001DPAP

通過端口ID決定端口角色SWASWB在根路徑開銷、指定橋ID都相同的情況下，所連指定端口ID小的端口為根端口RootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID:0.0000-0000-0001

端口狀態(tài)端口角色端口狀態(tài)端口行為未啟用STP功能的端口Disabled不收發(fā)BPDU報(bào)文，接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)非指定端口或根端口Blocking接收但不發(fā)送BPDU，不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)--Listening接收并發(fā)送BPDU，不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)--Learning接收并發(fā)送BPDU，不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)指定端口或根端口Forwarding接收并發(fā)送BPDU，接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)

端口狀態(tài)遷移ForwardingLearningListeningBlockingForwardingDelay時(shí)間15sForwardingDelay時(shí)間15s端口被選為指定端口或根端口后，需要從Blocking狀態(tài)經(jīng)Listening和Learning才能到Forwarding狀態(tài)默認(rèn)的ForwardingDelay時(shí)間是15秒

20sbpdu保護(hù)時(shí)間生成樹的不足端口從阻塞狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)必須經(jīng)歷兩倍的ForwardingDelay時(shí)間如果網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，網(wǎng)絡(luò)會(huì)頻繁地失去連通性SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓?fù)渥兓叶贾辽儆?0秒的時(shí)間無法訪問服務(wù)器！

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RSTPRSTP（RapidSpanningTreeProtocol，快速生成樹協(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(shí)現(xiàn)快速收斂在某些情況下，端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的延時(shí)大大縮短，從而縮短了網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到拓?fù)浞€(wěn)定所需要的時(shí)間。

RSTP的改進(jìn)STP行為RSTP行為端口被選為根端口默認(rèn)情況下，2倍的ForwardingDelay的時(shí)間延遲。存在阻塞的備份根端口情況下，僅有數(shù)毫秒延遲。端口被選為指定端口默認(rèn)情況下，2倍的ForwardingDelay的時(shí)間延遲。在指定端口是非邊緣端口的情況下，延遲取決因素較多。在指定端口是邊緣端口的情況下，指定端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，沒有延遲。

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PCBPCASTP、RSTP的問題Trunk鏈路上實(shí)際上運(yùn)行著多個(gè)VLAN所有VLAN共用一棵生成樹無法實(shí)現(xiàn)不同VLAN在多條Trunk鏈路上的負(fù)載分擔(dān)所有VLAN均在此阻塞SWASWBSWCServerVLAN10VLAN20

MSTPMSTP（MultipleSpanningTreeProtocol，多生成樹協(xié)議）將多個(gè)VLAN捆綁到一個(gè)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例生成獨(dú)立的生成樹在多條Trunk鏈路上實(shí)現(xiàn)VLAN級(jí)負(fù)載分擔(dān)SWASWBSWCServer實(shí)例A:VLAN1~10實(shí)例B:VLAN11~20PCBPCAVLAN10VLAN20

特性列表STPRSTPMSTP解決環(huán)路故障并實(shí)現(xiàn)冗余備份YYY快速收斂NYY形成多棵生成樹實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)NNY三種生成樹協(xié)議特性的比較MSTP具有RSTP的快速收斂，同時(shí)又具有負(fù)載分擔(dān)機(jī)制MSTP兼容STP和RSTP

三種生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)對(duì)比ForwardingLearningListeningBlockingForwardingDelay時(shí)間ForwardingDelay時(shí)間ForwardingLearningDiscardingForwardingDelay時(shí)間ForwardingDelay時(shí)間STPRSTP/MSTP

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STP基本配置開啟設(shè)備STP特性關(guān)閉端口的STP特性配置STP的工作模式[Switch]stpenable[Switch-Ethernet1/0/1]stpdisable[Switch]stpmode{stp|rstp|mstp}

STP可選配置配置當(dāng)前設(shè)備的優(yōu)先級(jí)配置端口為邊緣端口[Switch]stp[instanceinstance-id]prioritypriority[Switch-Ethernet1/0/1]stpedged-portenable

STP配置示例核心接入用戶SWASWBSWCE1/0/1[SWA]stpenable[SWA]stppriority0[SWB]stpenable[SWB]stppriority4096[SWC]stpenable[SWC]interfaceEthernet1/0/1[SWC-Ethernet1/0/1]stpedged-portenable

當(dāng)前工作模式[SWA]displaystp-------[CISTGlobalInfo][ModeMSTP]-------CISTBridge:32768.000f-e23e-f9b0BridgeTimes:Hello2sMaxAge20sFwDly15sMaxHop20CISTRoot/ERPC:32768.000f-e23e-f9b0/0CISTRegRoot/IRPC:32768.000f-e23e-f9b0/0CISTRootPortId:0.0BPDU-Protection:disabledBridgeConfig-Digest-Snooping:disabledTCorTCNreceived:0......STP監(jiān)控與維護(hù)當(dāng)前橋ID端口角色[SWA]displaystpbriefMSTIDPortRoleSTPState