第8講-華為交換機(jī)生成樹配置要點(diǎn)課件

第8講生成樹的配置6/9/20231武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系內(nèi)容簡介本講主要介紹交換機(jī)上生成樹作用、生成樹的原理、生成樹的缺點(diǎn)、快速生成樹、生成樹的計(jì)算實(shí)例、華為生成樹配置命令、配置過程，在最后講一個(gè)配置實(shí)例。6/9/20232武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系學(xué)習(xí)目標(biāo)生成樹的作用生成樹的基本原理生成樹的計(jì)算方法

快速生成樹華為交換機(jī)生成樹配置6/9/20233武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系

生成樹的作用生成樹的基本原理快速生成樹生成樹的計(jì)算方法舉例華為交換機(jī)生成樹配置6/9/20234武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹的作用1、交換機(jī)中-透明網(wǎng)橋的應(yīng)用拓展LAN的能力。自主動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)站點(diǎn)的地址信息。問題：一般的透明網(wǎng)橋不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文做任何記號(hào)，這樣，如果網(wǎng)絡(luò)中存在回路，則有可能報(bào)文在回路中不斷循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。6/9/20235武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系2、路徑回環(huán)的產(chǎn)生LAN1LAN211112223336/9/20236武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系為什么引入生成樹協(xié)議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)前活動(dòng)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ROOTLANALANBLANCLANDLANE6/9/20237武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系

生成樹的作用生成樹的基本原理快速生成樹生成樹的計(jì)算方法舉例華為交換機(jī)生成樹配置6/9/20238武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹協(xié)議的基本原理基本思想：在網(wǎng)橋之間傳遞特殊的消息（配置消息），包含足夠的信息做以下工作：從網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)橋中，選出一個(gè)作為根網(wǎng)橋（Root）計(jì)算本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最短路徑對(duì)每個(gè)LAN，選出離根橋最近的那個(gè)網(wǎng)橋作為指定網(wǎng)橋，負(fù)責(zé)所在LAN上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)橋選擇一個(gè)根端口，該端口給出的路徑是此網(wǎng)橋到根橋的最佳路徑選擇除根端口之外的包含于生成樹上的端口（指定端口）6/9/20239武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置消息的內(nèi)容配置消息也被稱作橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）主要內(nèi)容包括根網(wǎng)橋的Identifier（RootID）從指定網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最小路徑開銷（RootPathCost）指定網(wǎng)橋的標(biāo)識(shí)符(Identifier)指定網(wǎng)橋的指定端口的標(biāo)識(shí)符(Identifier)即（RootID，RootPathCost，DesignatedBridgeID(指定網(wǎng)橋ID)，DesignatedPortID(指定端口ID)）6/9/202310武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置消息格式DMA：目的MAC地址配置消息的目的地址是一個(gè)固定的橋的組播地址（0x0180c2000000）SMA：源MAC地址即發(fā)送該配置消息的橋MAC地址 L/T：幀長LLCHeader：配置消息固定的鏈路頭Payload：BPDU數(shù)據(jù)DMALLCHeaderSMAL/TPayload值域占用字節(jié)協(xié)議ID2協(xié)議版本BPDU類型標(biāo)志位根橋ID根路徑開銷指定橋ID指定端口IDMessageAge11184822MaxAgeHelloTimeForwardDelay2226/9/202311武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置消息的處理將各個(gè)端口收到的配置消息和自己的配置消息做比較，得出優(yōu)先級(jí)最高的配置消息更新本身的配置消息，主要工作有：選擇根網(wǎng)橋RootID：最優(yōu)配置消息的RootID計(jì)算到根橋的最短路徑開銷RootPathCost：如果自己是根橋，則最短路徑開銷為0，否則為它所收到的最優(yōu)配置消息的RootPathCost與收到該配置消息的端口開銷之和選擇根端口RootPort：如果自己是根橋，則根端口為0，否則根端口為收到最優(yōu)配置消息的那個(gè)端口選擇指定端口：包括在生成樹上處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的其他端口從指定端口發(fā)送新的配置消息6/9/202312武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系如何確定最優(yōu)的配置消息配置消息的優(yōu)先級(jí)比較原則，假定有兩條配置消息C1和C2，則：如果C1的RootID小于C2的RootID，則C1優(yōu)于C2如果C1和C2的RootID相同，但C1的RootPathCost小于C2，則C1優(yōu)于C2如果C1和C2的RootID和RootPathCost相同，但C1的TransmitID小于C2，則C1優(yōu)于C2如果C1和C2的RootID、RootPathCost和TransimitId相同，但C1的PortID小于C2，則C1優(yōu)于C26/9/202313武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系一個(gè)接受并處理配置消息的例子根據(jù)收到配置消息的優(yōu)先級(jí)，選擇Port4為根端口，選擇Port1和Port2為指定端口，同時(shí)阻塞端口Port3和Port5。從Port1和Port2發(fā)送新的配置消息：（23，15，81），其中，RootId=23RootPathCost=14+1=15RootPort=Port4Port1Port2Port3Port4Port5blockingblocking32，0，3223，18，12323，14，32123，14，10023，15，80root23，15，81B8123，15，816/9/202314武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系鏈路故障怎么辦HelloTime網(wǎng)橋從指定端口以HelloTime為周期定時(shí)發(fā)送配置消息。MessageAge和MaxAge端口保存的配置消息有一個(gè)生存期MessageAge字段，并按時(shí)間遞增。每當(dāng)收到一個(gè)生存期更小的配置消息，則更新自己的配置消息。當(dāng)一段時(shí)間未收到任何配置消息，生存期達(dá)到MaxAge時(shí)，網(wǎng)橋則認(rèn)為該端口連接的鏈路發(fā)生故障，進(jìn)行故障的處理。6/9/202315武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系鏈路故障處理一Port4的配置消息生存期超時(shí)了,則拋棄該配置消息,重新進(jìn)行生成樹計(jì)算,選擇Port3為新的根端口，而網(wǎng)橋81的配置消息沒有變化23，18，123Port1Port2Port3Port4Port5blocking23，14，32123，15，8023，15，81rootB8132，0，3223，15，8123，15，816/9/202316武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系鏈路故障處理二Port3的配置消息生存期也超時(shí)了，則拋棄該配置消息，重新進(jìn)行生成樹計(jì)算，選擇Port5為新的根端口，網(wǎng)橋81的配置消息變?yōu)椋?3，16，81）Port1Port2Port3Port4Port523，15，8023，16，81root23，16，8132，0，3223，18，12323，16，8123，16，81B816/9/202317武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系鏈路故障處理三Port5的配置消息生存期也超時(shí)了，則拋棄該配置消息，以自己為根橋發(fā)送配置消息（81，0，81），直到從任一個(gè)端口收到優(yōu)先級(jí)更高的配置消息Port1Port2Port3Port4Port581，0，8181，0，8181，0，8181，0，8181，0，81B816/9/202318武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系臨時(shí)回路的問題當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，新的配置消息要經(jīng)過一定的時(shí)延才能傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在所有網(wǎng)橋收到這個(gè)變化的消息之前：若舊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中處于轉(zhuǎn)發(fā)的端口還沒有發(fā)現(xiàn)自己應(yīng)該在新的拓?fù)渲型Ｖ罐D(zhuǎn)發(fā)，則可能存在臨時(shí)的回環(huán)；若舊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中阻塞的端口還沒有發(fā)現(xiàn)自己應(yīng)該在新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中開始轉(zhuǎn)發(fā)，則可能造成網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)失去連通性。6/9/202319武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系如何避免臨時(shí)回路端口由阻塞狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，要經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)，這個(gè)時(shí)間起碼是配置消息傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需最大時(shí)間的兩倍。ForwardDelay：配置消息傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大時(shí)延設(shè)計(jì)中間狀態(tài)：處于中間狀態(tài)的端口只是學(xué)習(xí)站點(diǎn)的地址信息，但不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；端口從阻塞狀態(tài)經(jīng)過ForwardDelay的延時(shí)后進(jìn)入中間狀態(tài)；再經(jīng)過ForwardDelay的延時(shí)后才能進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。6/9/202320武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系端口的幾種狀態(tài)端口狀態(tài)端口能力Disabled不收發(fā)任何報(bào)文Blocking(堵塞)不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收但不發(fā)送BPDUs，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)Listening(監(jiān)聽)不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDUs，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)Learning(學(xué)習(xí))不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDUs，開始地址學(xué)習(xí)Forwarding(向前)接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDUs，進(jìn)行地址學(xué)習(xí)6/9/202321武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系端口的狀態(tài)遷移DisabledListeningBlockingForwardingLearning1）端口enabled2）端口disabled3）端口被選為根端口或指定端口4）端口被選為備用端口（阻塞）5）ForwardDelay延時(shí)（1）（2）（1，2）（1，2）（1，2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）6/9/202322武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系MAC地址信息的生存期拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變會(huì)使站點(diǎn)在生成樹中的相對(duì)位置發(fā)生移動(dòng)，那么網(wǎng)橋原來學(xué)習(xí)到的MAC地址信息就可能變得不正確，所以學(xué)習(xí)的MAC地址信息也要有生存期，如果該時(shí)間內(nèi)沒有證明地址的正確，則拋棄這條地址信息。在生成樹協(xié)議中有兩個(gè)生存期：拓?fù)浞€(wěn)定的時(shí)候用較長的生存期。拓?fù)涓淖兊臅r(shí)候用較短的生存期。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變的時(shí)候，并不是所有的網(wǎng)橋都能夠發(fā)現(xiàn)這一變化，所以需要把拓?fù)涓淖兊男畔⑼ㄖ秸麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)。6/9/202323武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系站點(diǎn)的相對(duì)位置發(fā)生變化LANALANBLANCLANELANDROOTB1B2B3B46/9/202324武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系拓?fù)涓淖兿⒌膫鞑OOT拓?fù)涓淖兺ㄖ⑼負(fù)涓淖儜?yīng)答消息拓?fù)涓淖兿?3244556/9/202325武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹協(xié)議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ForwardDelay時(shí)間，所以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變之后需要至少兩倍的ForwardDelay時(shí)間，才能恢復(fù)連通性。如果網(wǎng)絡(luò)中的拓樸結(jié)構(gòu)變化頻繁，網(wǎng)絡(luò)會(huì)頻繁的失去連通性，這樣用戶就會(huì)無法忍受。6/9/202326武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系

生成樹的作用生成樹的基本原理快速生成樹生成樹的計(jì)算方法舉例華為交換機(jī)生成樹配置6/9/202327武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系快速生成樹協(xié)議快速生成樹協(xié)議是從生成樹協(xié)議發(fā)展而來，實(shí)現(xiàn)的基本思想一致；快速生成樹具備生成樹的所有功能；快速生成樹改進(jìn)目的就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，盡可能快的恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性。6/9/202328武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系快速生成樹的改進(jìn)一在新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的根端口可以立刻進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，如果舊的根端口已經(jīng)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，而且新根端口連接的對(duì)端交換機(jī)的指定端口處于Forwarding狀態(tài)。LANATOROOTLANALANALANAFF指定端口指定端口根端口阻塞端口FLANALANAFF指定端口指定端口根端口阻塞端口FTOROOT6/9/202329武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系快速生成樹的改進(jìn)二指定端口可以通過與相連的網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手，快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。LANBLANAF指定端口根端口握手請(qǐng)求握手響應(yīng)12346/9/202330武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系注意！兩點(diǎn)注意:握手必須在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的條件下進(jìn)行一次握手之后，響應(yīng)握手的網(wǎng)橋的非邊緣指定端口將變?yōu)閎locking狀態(tài)，則需要繼續(xù)向自己的鄰接網(wǎng)橋發(fā)起握手LANALANBLANCLANAF指定端口指定端口指定端口FF非點(diǎn)到點(diǎn)鏈路握手的擴(kuò)散6/9/202331武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系快速生成樹的改進(jìn)三網(wǎng)絡(luò)邊緣的端口，即直接與終端相連，而不是和其他網(wǎng)橋相連的端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時(shí)。LANBLANCLANA根端口邊緣端口LANDFTOROOT阻塞端口6/9/202332武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系快速生成樹的性能第一種改進(jìn)的效果：發(fā)現(xiàn)拓?fù)涓淖兊交謴?fù)連通性的時(shí)間可達(dá)數(shù)毫秒，并且無需傳遞配置消息。第二種改進(jìn)的效果：網(wǎng)絡(luò)連通性可以在交換兩個(gè)配置消息的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，即握手的延時(shí)；最壞的情況下，握手從網(wǎng)絡(luò)的一邊開始，擴(kuò)散到網(wǎng)絡(luò)的另一邊緣的網(wǎng)橋，網(wǎng)絡(luò)連通性才能恢復(fù)。比如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)直徑為7的時(shí)候，要經(jīng)過6次握手。第三種改進(jìn)的效果：邊緣端口的狀態(tài)變化不影響網(wǎng)絡(luò)連通性，也不會(huì)造成回路，所以進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)無需延時(shí)。6/9/202333武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹和快速生成樹有何區(qū)別協(xié)議版本不同；端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式不同；配置消息報(bào)文格式不同；拓?fù)涓淖兿⒌膫鞑シ绞讲煌?。注意：快速生成樹也是在整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用單生成樹實(shí)例，不能解決由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大帶來的性能降低問題。建議網(wǎng)絡(luò)直徑最好不要超過7。6/9/202334武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系

生成樹的作用生成樹的基本原理快速生成樹生成樹的計(jì)算方法舉例華為交換機(jī)生成樹配置6/9/202335武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹的計(jì)算方法舉例通過以上的學(xué)習(xí)，我們知道，STP的基本原理是，通過在交換機(jī)之間傳遞一種特殊的協(xié)議報(bào)文（在IEEE802.1D中這種協(xié)議報(bào)文被稱為“配置消息”）來確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配置消息中包含了足夠的信息來保證交換機(jī)完成生成樹計(jì)算。6/9/202336武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置消息中主要包括以下內(nèi)容：(1)

樹根的ID：由樹根的優(yōu)先級(jí)和MAC地址組合而成；(2)

到樹根的最短路徑開銷；(3)

指定交換機(jī)的ID：由指定交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)和MAC地址組合而成；(4)

指定端口的ID：由指定端口的優(yōu)先級(jí)和端口編號(hào)組成；(5)

配置消息的生存期：MessageAge；(6)

配置消息的最大生存期：MaxAge；(7)

配置消息發(fā)送的周期：HelloTime；(8)

端口狀態(tài)遷移的延時(shí)：ForwardDelay。指定端口和指定交換機(jī)的含義，請(qǐng)參見下面的說明：6/9/202337武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)圖6/9/202338武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系概念說明對(duì)一臺(tái)交換機(jī)而言，指定交換機(jī)就是與本機(jī)直接相連并且負(fù)責(zé)向本機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的交換機(jī)，指定端口就是指定交換機(jī)向本機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的端口；對(duì)于一個(gè)局域網(wǎng)而言，指定交換機(jī)就是負(fù)責(zé)向這個(gè)網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的交換機(jī)，指定端口就是指定交換機(jī)向這個(gè)網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的端口。如圖1-1所示，AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2分別表示SwitchA、SwitchB、SwitchC的端口，SwitchA通過端口AP1向SwitchB轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則SwitchB的指定交換機(jī)就是SwitchA，指定端口就是SwitchA的端口AP1；與局域網(wǎng)LAN相連的有兩臺(tái)交換機(jī)：SwitchB和SwitchC，如果SwitchB負(fù)責(zé)向LAN轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，則LAN的指定交換機(jī)就是SwitchB，指定端口就是SwitchB的BP2。6/9/202339武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系生成樹協(xié)議算法實(shí)現(xiàn)的具體過程6/9/202340武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系為描述方便，在舉例中僅給出配置消息的前四項(xiàng)：樹根ID（以以太網(wǎng)交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)表示）根路徑開銷，指定交換機(jī)ID（以以太網(wǎng)交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)表示），指定端口ID（以端口號(hào)表示）。如上圖所示，SwitchA的優(yōu)先級(jí)為0，SwitchB的優(yōu)先級(jí)為1，SwitchC的優(yōu)先級(jí)為2，各個(gè)鏈路的路徑開銷如圖中所示，分別為5、10、4。6/9/202341武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系(1)

初始狀態(tài)各臺(tái)交換機(jī)的各個(gè)端口在初始時(shí)會(huì)生成以自己為根的配置消息，根路徑開銷為0，指定交換機(jī)ID為自身交換機(jī)ID，指定端口為本端口。SwitchA：(1)

樹根的ID，(2)

到樹根的最短路徑開銷；(3)

指定交換機(jī)的ID，(4)指定端口的ID端口AP1配置消息：{0，0，0，AP1}端口AP2配置消息：{0，0，0，AP2}SwitchB：端口BP1配置消息：{1，0，1，BP1}端口BP2配置消息：{1，0，1，BP2}SwitchC：端口CP2配置消息：{2，0，2，CP2}端口CP1配置消息：{2，0，2，CP1}6/9/202342武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系(2)

選出最優(yōu)配置消息

各臺(tái)交換機(jī)都向外發(fā)送自己的配置消息。當(dāng)某個(gè)端口收到比自身的配置消息優(yōu)先級(jí)低的配置消息時(shí)，交換機(jī)會(huì)將接收到的配置消息丟棄，對(duì)該端口的配置消息不作任何處理。當(dāng)端口收到比本端口配置消息優(yōu)先級(jí)高的配置消息的時(shí)候，交換機(jī)就用接收到的配置消息中的內(nèi)容替換該端口的配置消息中的內(nèi)容。然后以太網(wǎng)交換機(jī)將該端口的配置消息和交換機(jī)上的其它端口的配置消息進(jìn)行比較，選出最優(yōu)的配置消息6/9/202343武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置消息的比較原則是：

樹根ID較小的配置消息優(yōu)先級(jí)高；

若樹根ID相同，則比較根路徑開銷，比較方法為：用配置消息中的根路徑開銷加上本端口對(duì)應(yīng)的路徑開銷之和（設(shè)為S），則S較小的配置消息優(yōu)先級(jí)較高；若根路徑開銷也相同，則依次比較指定交換機(jī)ID、指定端口ID、接收該配置消息的端口ID等。為便于表述，本例中假設(shè)只需比較樹根ID就可以選出最優(yōu)配置消息。6/9/202344武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系例子中各臺(tái)交換機(jī)的比較過程如下：SwitchA：端口AP1收到SwitchB的配置消息，SwitchA發(fā)現(xiàn)本端口的配置消息優(yōu)先級(jí)高于接收到的配置消息的優(yōu)先級(jí)，就把接收到的配置消息丟棄。端口AP2的配置消息處理過程與端口AP1類似。SwitchA發(fā)現(xiàn)自己各個(gè)端口的配置消息中樹根和指定交換機(jī)都是自己，則認(rèn)為自己是樹根，各個(gè)端口的配置消息都不作任何修改，以后周期性的向外發(fā)送配置消息。此時(shí)兩個(gè)端口的配置消息如下：端口AP1配置消息：{0，0，0，AP1}。端口AP2配置消息：{0，0，0，AP2}。6/9/202345武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系SwitchB：1端口BP1收到來自SwitchA的配置消息，經(jīng)過比較后SwitchB發(fā)現(xiàn)接收到的配置消息的優(yōu)先級(jí)比端口BP1的配置消息的優(yōu)先級(jí)高，于是更新端口BP1的配置消息。端口BP2收到來自SwitchC的配置消息，SwitchB發(fā)現(xiàn)該端口的配置消息優(yōu)先級(jí)高于接收到的配置消息的優(yōu)先級(jí)，就把接收到的配置消息丟棄。則此時(shí)各個(gè)端口的配置消息如下：端口BP1配置消息：{0，0，0，AP1}，端口BP2配置消息：{1，0，1，BP2}。6/9/202346武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系SwitchB：2SwitchB對(duì)各個(gè)端口的配置消息進(jìn)行比較，選出端口BP1的配置消息為最優(yōu)配置消息，然后將端口BP1定為根端口，整臺(tái)交換機(jī)各個(gè)端口的配置消息都進(jìn)行如下更新：根端口BP1配置消息不作改變：{0，0，0，AP1}。端口BP2配置消息中，樹根ID更新為最優(yōu)配置消息中的樹根ID，根路徑開銷更新為5，指定交換機(jī)ID更新為本交換機(jī)ID，指定端口ID更新為本端口ID，配置消息變?yōu)椋簕0，5，1，BP2}。然后SwitchB各個(gè)指定端口周期性向外發(fā)送自己的配置消息。6/9/202347武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系SwitchC：1端口CP2先會(huì)收到來自SwitchB端口BP2更新前的配置消息{1，0，1，BP2}，SwitchC觸發(fā)更新過程，更新后的配置消息如下：{1，0，1，BP2}。端口CP1收到來自SwitchA的配置消息{0，0，0，AP2}后SwitchC也觸發(fā)更新過程，更新后的配置消息如下：{0，0，0，AP2}。6/9/202348武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系SwitchC：2經(jīng)過比較，端口CP1的配置消息被選為最優(yōu)的配置消息，端口CP1就被定位根端口，它的配置消息就不作改變；而端口CP2就會(huì)被阻塞，端口配置消息也不作改變，同時(shí)該端口不接收從SwitchB轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)（不包括STP的協(xié)議報(bào)文），直到新的情況發(fā)生觸發(fā)生成樹的重新計(jì)算，比如從SwitchB到SwitchC的鏈路down掉，或者端口收到更優(yōu)的配置消息。接著端口CP2會(huì)收到SwitchB更新后的配置消息{0，5，1，BP2}，由于收到的配置消息比原配置消息優(yōu)，則SwitchC觸發(fā)更新過程，更新后的配置消息為：{0，5，1，BP2}。6/9/202349武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系SwitchC：3同時(shí)端口CP1收到來自SwitchA配置消息，比較后SwitchC不會(huì)觸發(fā)更新過程，配置消息仍然為：{0，0，0，AP2}。經(jīng)過比較，端口CP2的配置消息被選為最優(yōu)的配置消息，端口CP2就被定為根端口，它的配置消息就不作改變，而端口CP1就被阻塞，端口配置消息不變，同時(shí)不接收從SwitchA轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，直到新的情況觸發(fā)生成樹的計(jì)算，比如從SwitchB到SwitchC的鏈路down掉。6/9/202350武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系此時(shí)生成樹就被確定下來，形狀如圖，樹根為SwitchA：6/9/202351武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系小結(jié)本例為了描述方便，簡化了很多計(jì)算、操作內(nèi)容（比如樹根ID和指定交換機(jī)ID在實(shí)際運(yùn)算的過程中應(yīng)該是由交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)和MAC地址共同組成的，指定端口ID則是由端口優(yōu)先級(jí)和端口MAC地址共同構(gòu)成；在配置消息的更新過程中，除了前四項(xiàng)會(huì)改變以外，其它配置消息也會(huì)按照一定的原則進(jìn)行改變），但計(jì)算過程基本如此。6/9/202352武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系

生成樹的作用生成樹的基本原理快速生成樹生成樹的計(jì)算方法舉例華為交換機(jī)生成樹配置6/9/202353武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系RSTP主要配置包括開啟設(shè)備生成樹特性開啟端口生成樹特性配置RSTP的工作模式配置特定交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)指定交換機(jī)為根交換機(jī)或備份根交換機(jī)配置特定交換機(jī)的ForwardDelay時(shí)間配置特定交換機(jī)的HelloTime時(shí)間配置特定交換機(jī)的MaxAge時(shí)間配置特定端口的最大發(fā)送速率配置特定端口是否可以作為EdgePort配置特定端口的PathCost配置特定端口的優(yōu)先級(jí)配置特定端口是否與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路相連配置特定端口的mCheck變量配置交換機(jī)的保護(hù)功能6/9/202354武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系1、開啟設(shè)備生成樹特性請(qǐng)?jiān)谙到y(tǒng)視圖下進(jìn)行下列配置。操作命令開啟/關(guān)閉設(shè)備RSTPstp

{enable|disable}將RSTP恢復(fù)為缺省的關(guān)閉狀態(tài)undostp

只有開啟了設(shè)備的生成樹特性，生成樹的其它配置才能生效。缺省情況下，不運(yùn)行RSTP。6/9/202355武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系說明在以上的配置任務(wù)中，只有“開啟設(shè)備生成樹特性”和“開啟端口生成樹特性”為必選配置。如果用戶不配置其它的任務(wù)，系統(tǒng)會(huì)采用這些配置任務(wù)的缺省配置。只有開啟設(shè)備生成樹特性后其它配置才能生效。在啟動(dòng)RSTP之前，可以配置設(shè)備或以太網(wǎng)端口的相關(guān)參數(shù)；啟動(dòng)RSTP后，這些參數(shù)將生效；RSTP關(guān)閉后，這些配置參數(shù)仍被保留；當(dāng)RSTP重新啟動(dòng)后，這些參數(shù)仍將生效。使用相應(yīng)的undo命令可以恢復(fù)這些參數(shù)的缺省配置。6/9/202356武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系2、開啟端口生成樹特性請(qǐng)?jiān)谝蕴W(wǎng)端口視圖下進(jìn)行下列配置。操作命令在指定端口上開啟RSTPstpenable在指定端口上關(guān)閉RSTPstpdisable

可以通過命令開啟/關(guān)閉指定端口的生成樹特性。為了靈活地控制RSTP工作，在開啟了交換機(jī)的以太網(wǎng)端口RSTP特性后（所有端口上開啟RSTP），可以關(guān)閉交換機(jī)上特定以太網(wǎng)端口的RSTP特性，使這些端口不參與生成樹計(jì)算需要注意的是，關(guān)閉以太網(wǎng)端口上的RSTP后，可能會(huì)產(chǎn)生冗余路徑。缺省情況下，設(shè)備RSTP啟動(dòng)后在所有端口上開啟RSTP。

6/9/202357武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置RSTP的工作模式請(qǐng)?jiān)谙到y(tǒng)視圖下進(jìn)行下列配置。配置運(yùn)行RSTP的交換機(jī)工作在STP兼容模式或者RSTP模式下stp

mode{

stp

|

rstp

}將運(yùn)行RSTP的交換機(jī)的工作模式恢復(fù)為缺省值undostp

mode

6/9/202358武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系說明RSTP的工作模式包括兩種：RSTP模式、STP兼容模式。網(wǎng)絡(luò)中所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都運(yùn)行RSTP的情況下，運(yùn)行RSTP的交換機(jī)將工作在RSTP模式下；如果網(wǎng)絡(luò)中既存在運(yùn)行STP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同時(shí)又存在運(yùn)行RSTP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，則最好將運(yùn)行RSTP的交換機(jī)設(shè)置為工作在STP兼容模式下6/9/202359武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系一般情況下，如果交換網(wǎng)絡(luò)中存在運(yùn)行STP的交換機(jī)，如果當(dāng)前交換機(jī)運(yùn)行在RSTP模式下，則它與運(yùn)行STP的交換機(jī)相連的端口可以自動(dòng)從RSTP模式遷移到STP兼容模式下。缺省情況下，運(yùn)行RSTP的交換機(jī)工作在RSTP模式下。6/9/202360武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置特定交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)的大小決定了這個(gè)交換機(jī)是否能夠被選擇為整個(gè)生成樹的根。通過配置較小的Bridge優(yōu)先級(jí)，可以達(dá)到指定某個(gè)交換機(jī)作為生成樹樹根的目的。請(qǐng)?jiān)谙到y(tǒng)視圖下進(jìn)行下列配置。配置特定交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)stppriority

bridge-priority將特定交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)恢復(fù)為缺省值undostppriority6/9/202361武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系說明：需要注意的是，如果整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中所有交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)采用相同的值，則MAC地址最小的那個(gè)交換機(jī)將被選擇為根。在RSTP開啟的情況下，如果配置交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)，會(huì)引起生成樹重新計(jì)算。缺省情況下，交換機(jī)的Bridge優(yōu)先級(jí)被配置為32768。6/9/202362武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系指定交換機(jī)為根交換機(jī)或備份根交換機(jī)RSTP可以通過計(jì)算來確定生成樹的根交換機(jī)。用戶也可以通過交換機(jī)提供的命令來指定當(dāng)前交換機(jī)為根交換機(jī)。請(qǐng)?jiān)谙到y(tǒng)視圖下進(jìn)行下列配置。指定交換機(jī)為生成樹的根交換機(jī)stp

rootprimary指定交換機(jī)為生成樹的備份根交換機(jī)stprootsecondary取消交換機(jī)的根交換機(jī)或備份根交換機(jī)資格undostp

root6/9/202363武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系說明設(shè)置當(dāng)前交換機(jī)為根交換機(jī)或者備份根交換機(jī)之后，用戶不能再修改交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)。同一臺(tái)交換機(jī)不能既作為根交換機(jī)，又作為備份根交換機(jī)。當(dāng)根交換機(jī)出現(xiàn)故障或被關(guān)機(jī)時(shí)，備份根交換機(jī)可以取代根交換機(jī)成為生成樹的根交換機(jī)；但是此時(shí)如果用戶設(shè)置了新的根交換機(jī)，則備份根交換機(jī)將不會(huì)成為根交換機(jī)。如果用戶為生成樹配置了多個(gè)備份根交換機(jī)，當(dāng)根交換機(jī)失效時(shí)，RSTP將選擇MAC地址最小的那個(gè)備份根交換機(jī)作為根交換機(jī)。6/9/202364武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系用戶可以通過將交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0達(dá)到將該交換機(jī)設(shè)置為生成樹的樹根的目的，也可以直接通過命令將該交換機(jī)設(shè)置為生成樹的樹根。用戶不能同時(shí)為一個(gè)生成樹指定兩個(gè)或兩個(gè)以上的根交換機(jī)，即不要將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的交換機(jī)指定為生成樹的樹根。用戶可以給生成樹指定多個(gè)備份樹根，即可以將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的交換機(jī)指定為生成樹的備份樹根。一般情況下，建議用戶給生成樹指定一個(gè)樹根和多個(gè)備份樹根。

缺省情況下，交換機(jī)既不作為生成樹的根交換機(jī)，也不作為生成樹的備份根交換機(jī)。6/9/202365武夷學(xué)院計(jì)算機(jī)系配置特定交換機(jī)的ForwardDelay時(shí)間鏈路故障會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)重新進(jìn)行生成樹的計(jì)算，生成樹的結(jié)構(gòu)將發(fā)生相應(yīng)的變化。不過重新計(jì)算得到的新配置消息無法立刻傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，如果新