生成樹(shù)協(xié)議實(shí)用教案

1、目錄(ml)12021-11-27u生成(shn chn)樹(shù)背景uSTPuRSTPuMSTPu生成(shn chn)樹(shù)協(xié)議的配置第1頁(yè)/共31頁(yè)第一頁(yè)，共31頁(yè)。1. 生成(shn chn)樹(shù)背景22021-11-27第2頁(yè)/共31頁(yè)第二頁(yè)，共31頁(yè)。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(yè)/共31頁(yè)第三頁(yè)，共31頁(yè)。生成(shn chn)樹(shù)的作用 通過(guò)(tnggu)阻斷冗余鏈路來(lái)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(yè)/共31頁(yè)第四頁(yè)，共31頁(yè)。生成(shn chn)樹(shù)的作用 冗余網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致(dozh)的問(wèn)題： 1.多幀復(fù)制(浪費(fèi)帶寬) 在組播中是個(gè)大問(wèn)題 2.MAC地址表的翻動(dòng) 3.廣播風(fēng)暴 阻止冗余網(wǎng)絡(luò)就是建立block STP是為克服冗余網(wǎng)絡(luò)中透明橋接的環(huán)路問(wèn)題而創(chuàng)建的。 STP通過(guò)判斷網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路的地方，并阻斷冗余鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)網(wǎng)絡(luò)。52021-11-27第5頁(yè)/共31頁(yè)第五頁(yè)，共31頁(yè)。2. STP62021-11-27第6頁(yè)/共31頁(yè)第六頁(yè)，共31頁(yè)。生成(shn chn)樹(shù)協(xié)議 STP（Spanning Tree Protoco

3、l，生成樹(shù)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(guò)在橋之間交換BPDU（Bridge Protocol Data Unit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(dnyun)），來(lái)保證設(shè)備完成生成樹(shù)的計(jì)算過(guò)程 。BPDU幀的目標(biāo)地址是一個(gè)組播地址，為0180-c200-0000。72021-11-27SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU第7頁(yè)/共31頁(yè)第七頁(yè)，共31頁(yè)。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(shù)計(jì)算 根橋ID（RootID） 根路徑開(kāi)銷（RootPathCost） 指定橋ID（DesignatedBridgeID）

4、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(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(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)82021-11-27第8頁(yè)/共31頁(yè)第八頁(yè)，共31頁(yè)。根橋的選舉(xunj) 橋ID由橋優(yōu)先級(jí)（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(yè)/共31頁(yè)第九頁(yè)，共31頁(yè)。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(kāi)銷（ Root Path Cost）最小的端口為根端口（Root Port） 每個(gè)物理段選出根路徑開(kāi)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(yè)

6、/共31頁(yè)第十頁(yè)，共31頁(yè)。根路徑(ljng)開(kāi)銷 根路徑(ljng)開(kāi)銷（ Root Path Cost）是到達(dá)根的路徑(ljng)上所有鏈路開(kāi)銷（Cost）的代數(shù)和 非根橋進(jìn)行根端口選舉時(shí)，根路徑(ljng)開(kāi)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(ljng)開(kāi)銷最小的橋?yàn)橹付?12021-11-27SWASWBSWCRoot1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30第11頁(yè)/共31頁(yè)第十一頁(yè)，共31頁(yè)。通過(guò)(tnggu)橋ID決定端口角色 在根路徑開(kāi)銷(ki xio)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(kāi)銷(

7、ki xio)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122021-11-27SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID: 0.0000-0000-0002DPAPBridgeID: 0.0000-0000-0001第12頁(yè)/共31頁(yè)第十二頁(yè)，共31頁(yè)。通過(guò)(tnggu)端口ID決定端口角色 在根路徑開(kāi)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(yè)/共31頁(yè)第十三頁(yè)，共31頁(yè)。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(bào)文，接收或報(bào)文，接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)-Listening接收并發(fā)送接收并發(fā)送BPDU，不接收，不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，選舉或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)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(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)第14頁(yè)/共31頁(yè)第十四頁(yè)，共31頁(yè)。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(jīng)Listening和Learning才能(cinng)到Forwarding狀態(tài) 默認(rèn)的Forwarding Delay時(shí)間是15秒152021-11-27ForwardingLearningListeningBlockingForwardin

10、g Delay時(shí)間(shjin)Forwarding Delay時(shí)間第15頁(yè)/共31頁(yè)第十五頁(yè)，共31頁(yè)。生成(shn chn)樹(shù)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Forwarding Delay時(shí)間 如果(rgu)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162021-11-27SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓?fù)?tu p)變化，我都至少有30秒的時(shí)間無(wú)法訪問(wèn)服務(wù)器！第16頁(yè)/共31頁(yè)第十六頁(yè)，共31頁(yè)。3. RSTP172021-11-27第17頁(yè)/共31頁(yè)第十七頁(yè)，共31頁(yè)。RSTP RSTP（Rapid Spanning Tree Proto

11、col，快速(kui s)生成樹(shù)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(kui s)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。182021-11-27第18頁(yè)/共31頁(yè)第十八頁(yè)，共31頁(yè)。RSTP的改進(jìn)(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(rèn)情況下，默認(rèn)情況下，2倍的倍的Forwarding Delay的的時(shí)間延遲。時(shí)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(rèn)情況下，默認(rèn)情況下，2倍的倍的Forwarding Delay的的時(shí)間延遲。時(shí)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(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，指定端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，沒(méi)有延遲。沒(méi)有延遲。第19頁(yè)/共31頁(yè)第十九頁(yè)，共31頁(yè)。4. MSTP202021-11-27第20頁(yè)/共31頁(yè)第二十頁(yè)，共31頁(yè)。MSTP 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(shù) 無(wú)法(wf)實(shí)現(xiàn)不同VLAN在多條Trunk鏈路上的負(fù)載分擔(dān)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(yè)/共31頁(yè)第二十一頁(yè)，共31頁(yè)。MSTP MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成樹(shù)協(xié)議） 將多個(gè)VLAN捆綁到一個(gè)實(shí)例(shl)，每個(gè)實(shí)例(shl)生成獨(dú)立的生成樹(shù) 在多條Trunk鏈路上實(shí)現(xiàn)VLAN級(jí)負(fù)載分擔(dān)222021-11-27SWASWBSWCServer實(shí)例實(shí)例(shl)A: VLAN110實(shí)例實(shí)例(shl)B: VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20第22頁(yè)/共3

14、1頁(yè)第二十二頁(yè)，共31頁(yè)。三種生成樹(shù)協(xié)議(xiy)特性的比較 MSTP具有( jyu)RSTP的快速收斂，同時(shí)又具有( jyu)負(fù)載分擔(dān)機(jī)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(shí)解決環(huán)路故障并實(shí)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(shù)實(shí)形成多棵生成樹(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)NNY第23頁(yè)/共31頁(yè)第二十三頁(yè)，共31頁(yè)。三種(sn zhn)生成樹(shù)協(xié)議的端口狀態(tài)對(duì)比242021-11-27ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay時(shí)間(shjin)

15、Forwarding Delay時(shí)間(shjin)ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay時(shí)間Forwarding Delay時(shí)間STPRSTP/MSTP第24頁(yè)/共31頁(yè)第二十四頁(yè)，共31頁(yè)。5. 生成(shn chn)樹(shù)協(xié)議的配置252021-11-27第25頁(yè)/共31頁(yè)第二十五頁(yè)，共31頁(yè)。STP基本(jbn)配置 開(kāi)啟(kiq)設(shè)備STP特性 關(guān)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(yè)/共31頁(yè)第二十六頁(yè)，共31頁(yè)。STP可選配置(pizh) 配置當(dāng)前(dngqin)設(shè)備的優(yōu)先級(jí) 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(yè)/共31頁(yè)第二十七頁(yè)，共31頁(yè)。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(yè)/共31頁(yè)第二十八頁(yè)，共31頁(yè)。STP監(jiān)控(jin kn)與維護(hù)292021-11-27當(dāng)前工作模式當(dāng)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