《路由交換技術(shù)與應(yīng)用》課件第11章

第11章生成樹協(xié)議(STP)技術(shù)11.1STP的產(chǎn)生11.2生成樹協(xié)議(STP)的基本原理11.3快速生成樹協(xié)議(RSTP)簡(jiǎn)介11.4多生成樹協(xié)議(MSTP)簡(jiǎn)介小結(jié)

主要內(nèi)容：

STP協(xié)議的基本工作原理的產(chǎn)生及解決的問(wèn)題

STP協(xié)議

STP協(xié)議的類型

單點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。為了保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，可以引入冗余鏈路或備份鏈路。物理上的備份鏈路會(huì)產(chǎn)生物理環(huán)路(或多重環(huán)路)，從而導(dǎo)致廣播風(fēng)暴、重復(fù)幀以及MAC地址表不穩(wěn)定(MAC地址漂移)等問(wèn)題。同時(shí)，在實(shí)際的組網(wǎng)應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)形成復(fù)雜的多環(huán)路連接。面對(duì)如此復(fù)雜的環(huán)路，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須有一種解決辦法在存在物理環(huán)路的情況下阻止兩層環(huán)路的發(fā)生。11.1STP的產(chǎn)生此時(shí)，為了保證網(wǎng)絡(luò)可靠安全，同時(shí)又不產(chǎn)生環(huán)路問(wèn)題，可以通過(guò)生成樹協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將路由器或交換機(jī)的某些端口置于阻塞狀態(tài),從而防止在冗余結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲挟a(chǎn)生回路。11.1.1廣播風(fēng)暴

我們可以通過(guò)圖11-1來(lái)分析廣播風(fēng)暴是如何形成的。

圖11-1廣播風(fēng)暴(1)在一個(gè)存在物理環(huán)路的兩層網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)X(Server/hostA)發(fā)送了一個(gè)廣播數(shù)據(jù)幀，交換機(jī)A(SwitchA)從上方的端口接收到廣播幀，做洪泛處理，轉(zhuǎn)發(fā)至下面的端口。通過(guò)下面的連接，廣播幀將到達(dá)交換機(jī)B(SwitchB)的下方端口。

交換機(jī)在下方的端口上收到了一個(gè)廣播數(shù)據(jù)幀，將做洪泛處理，通過(guò)上方的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，交換機(jī)A將在上方端口重新接收到這個(gè)廣播數(shù)據(jù)幀，如圖11-2所示。

由于交換機(jī)執(zhí)行的是透明橋的功能，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)不對(duì)幀做任何處理。所以對(duì)于再次到來(lái)的廣播幀，交換機(jī)A不能識(shí)別出此數(shù)據(jù)幀已經(jīng)被轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)，交換機(jī)A還將對(duì)此廣播幀做洪泛的操作。

圖11-2廣播風(fēng)暴(2)廣播幀到達(dá)交換機(jī)B后會(huì)做同樣的操作，并且此過(guò)程會(huì)不斷進(jìn)行下去，無(wú)限循環(huán)。以上分析的只是廣播被傳播的一個(gè)方向，實(shí)際環(huán)境中會(huì)在兩個(gè)不同的方向上產(chǎn)生這一過(guò)程。在很短的時(shí)間內(nèi)大量重復(fù)的廣播幀被不斷循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，消耗掉整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，而連接在這個(gè)網(wǎng)段上的所有主機(jī)設(shè)備也會(huì)受到影響，CPU將不得不產(chǎn)生中斷來(lái)處理不斷到來(lái)的廣播幀，極大地消耗系統(tǒng)的處理能力，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致死機(jī)。如圖11-3所示。

圖11-3廣播風(fēng)暴(3)一旦產(chǎn)生廣播風(fēng)暴系統(tǒng)將無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)，必須由系統(tǒng)管理員人工干預(yù)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。(某些設(shè)備在端口上可以設(shè)置廣播限制，一旦特定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到廣播幀超過(guò)了預(yù)先設(shè)置的閾值，即可進(jìn)行某些操作，如關(guān)閉此端口一段時(shí)間，以減輕廣播風(fēng)暴對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的損害。但這種方法并不能真正消除兩層環(huán)路帶來(lái)的危害。)11.1.2數(shù)據(jù)幀的重復(fù)復(fù)制

我們可以通過(guò)圖11-4來(lái)分析一個(gè)數(shù)據(jù)幀被多次復(fù)制的情況。

主機(jī)X(Server/hostX)發(fā)送一單播數(shù)據(jù)幀，目的為路由器Y(RouterY)的本地接口，而此時(shí)路由器Y的本地接口的MAC地址對(duì)于交換機(jī)(Switch)A與B都是未知的。

數(shù)據(jù)幀通過(guò)上方的網(wǎng)段直接到達(dá)路由器Y，同時(shí)到達(dá)交換機(jī)A上方的端口。

圖11-4數(shù)據(jù)幀復(fù)制(1)當(dāng)交換機(jī)對(duì)于幀的目的MAC地址未知時(shí)，交換機(jī)會(huì)進(jìn)行洪泛的操作。

交換機(jī)A會(huì)將此數(shù)據(jù)幀從下方的端口轉(zhuǎn)發(fā)出來(lái)，數(shù)據(jù)幀到達(dá)交換機(jī)B的下方端口，交換機(jī)B的情況與交換機(jī)A相同，也會(huì)對(duì)此數(shù)據(jù)幀進(jìn)行洪泛的操作，從上方的端口將此數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)出來(lái)，同樣的數(shù)據(jù)幀再次到達(dá)路由器Y的本地接口。如圖11-5所示。

根據(jù)上層協(xié)議與應(yīng)用的不同，同一個(gè)數(shù)據(jù)幀被傳輸多次可能導(dǎo)致應(yīng)用程序的錯(cuò)誤。

圖11-5數(shù)據(jù)幀復(fù)制(2)11.1.3MAC地址漂移

我們可以通過(guò)圖11-6分析MAC地址表不穩(wěn)定的問(wèn)題。

主機(jī)X發(fā)送一單播數(shù)據(jù)幀，目的為路由器Y的本地接口，而此時(shí)路由器Y的本地接口的MAC地址對(duì)于交換機(jī)A與B都是未知的。

數(shù)據(jù)幀通過(guò)上方的網(wǎng)段到達(dá)交換機(jī)A與交換機(jī)B上方的端口。交換機(jī)A與交換機(jī)B將此數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，即主機(jī)X的MAC地址與各自的port

0相關(guān)聯(lián)并記錄到MAC地址表中。

圖11-6MAC地址漂移(1)而此時(shí)兩個(gè)交換機(jī)對(duì)此數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是未知的，當(dāng)交換機(jī)對(duì)幀的目的MAC地址未知時(shí)，交換機(jī)會(huì)進(jìn)行洪泛的操作。兩臺(tái)交換機(jī)都會(huì)將此數(shù)據(jù)幀從下方的port1轉(zhuǎn)發(fā)出來(lái)并將到達(dá)對(duì)方的port1。

兩個(gè)交換機(jī)都從下方的port1收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其源地址為主機(jī)X的MAC地址，交換機(jī)會(huì)認(rèn)為主機(jī)X連接在port1所在網(wǎng)段而意識(shí)不到此數(shù)據(jù)幀是經(jīng)過(guò)其他交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的，所以會(huì)將主機(jī)X的MAC地址改為與port1相關(guān)聯(lián)并記錄到MAC地址表中。交換機(jī)學(xué)習(xí)到了錯(cuò)誤的信息，并且造成交換機(jī)MAC地址表的不穩(wěn)定。這種現(xiàn)象也被稱為MAC地址漂移，如圖11-7所示。

圖11-7MAC地址漂移(2)

用生成樹協(xié)議(Spanning-TreeProtocol，STP)可以在有物理環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)中阻止兩層環(huán)路的產(chǎn)生，如圖11-8所示。生成樹協(xié)議能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械沫h(huán)路，保留一條最佳鏈路做轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，阻塞其他冗余鏈路，并且在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化的情況下重新計(jì)算，保證所有網(wǎng)段可達(dá)且無(wú)環(huán)路。11.2生成樹協(xié)議(STP)的基本原理STP協(xié)議的基本思想十分簡(jiǎn)單。大家知道，自然界中生長(zhǎng)的樹一般情況下是不會(huì)出現(xiàn)環(huán)路的，如果網(wǎng)絡(luò)也能夠像一棵樹一樣生長(zhǎng)，就不會(huì)出現(xiàn)環(huán)路。于是，STP協(xié)議中定義了根橋(RootBridge)——生成樹的參考點(diǎn)、根端口(RootPort)——非根橋到達(dá)根橋的最近端口、指定端口(DesignatedPort)——連接各網(wǎng)段的轉(zhuǎn)發(fā)端口、路徑開銷(PathCost)——整個(gè)路徑上端口開銷之和等概念，目的就在于通過(guò)構(gòu)造一棵自然樹的方法達(dá)到裁剪冗余環(huán)路的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏈路備份和路徑最優(yōu)化。用于構(gòu)造這棵樹的算法稱為生成樹算法SPA(SpanningTreeAlgorithm)。

圖11-8STP的作用11.2.1生成樹協(xié)議STP的運(yùn)作過(guò)程

1.根橋的選擇

網(wǎng)橋之間必須要進(jìn)行一些信息的交流。這些信息交流單元就稱為配置消息BPDU(BridgeProtocolDataUnit)。STPBPDU是一種兩層報(bào)文，目的MAC是多播地址0180C2000000，缺省情況下每2秒發(fā)出。所有支持STP的網(wǎng)橋都會(huì)接收并處理收到的BPDU報(bào)文。該報(bào)文的數(shù)據(jù)區(qū)里攜帶了用于生成樹計(jì)算的所有有用信息。BPDU的作用除了在STP剛開始運(yùn)行時(shí)選舉根橋外，其他的作用還包括檢測(cè)發(fā)生環(huán)路的位置，通告網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的改變，監(jiān)控生成樹的狀態(tài)等。

BPDU數(shù)據(jù)單元的組成如圖11-9所示。

圖11-9BPDU數(shù)據(jù)單元的組成根橋選舉的依據(jù)是網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)和網(wǎng)橋MAC地址組合成的橋ID(BridgeID)。橋ID最小的網(wǎng)橋?qū)⒊蔀榫W(wǎng)絡(luò)中的根橋。各網(wǎng)橋都以默認(rèn)配置啟動(dòng)，在網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)都一樣(默認(rèn)優(yōu)先級(jí)是32768)的情況下，MAC地址最小的網(wǎng)橋成為根橋，它的所有端口的角色都成為指定端口，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；其他的網(wǎng)橋均為非根橋。如圖11-10所示，兩個(gè)網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)是一樣的，此時(shí)，交換機(jī)X(SwitchX)的MAC地址較小，則為根橋；交換機(jī)Y(SwitchY)為非根橋。

圖11-10根橋的選擇開始啟動(dòng)STP時(shí)，所有交換機(jī)將根橋ID設(shè)置為與自己的橋ID相同，即認(rèn)為自己是根橋，如圖11-11所示。

當(dāng)收到其他交換機(jī)發(fā)出的BPDU并且其中包含比自己的橋ID小的根橋ID時(shí)，交換機(jī)將此學(xué)習(xí)到的具有最小橋ID的交換機(jī)作為STP的根橋。

當(dāng)所有交換機(jī)都發(fā)出BPDU后，具有最小橋ID的交換機(jī)被選擇作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的根橋。根橋選舉出以后，在正常情況下只有根橋每隔2秒從所有指定端口發(fā)出BPDU。

圖11-11根橋的產(chǎn)生

2.?STP的端口類型的確定

STP的端口類型包括指定端口、根端口以及阻塞端口三種。

1)指定端口的選擇規(guī)則

(1)根橋上的端口均是指定端口；

(2)每條鏈路上有且只有一個(gè)指定端口DP；

(3)判斷：

路徑開銷

+

BridgeID(優(yōu)先級(jí)

+

MAC地址)

其中，路徑開銷

=

100

Mb/s/鏈路帶寬；當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，指定端口的確定要通過(guò)路徑開銷的大小來(lái)確定。

2)根端口、阻塞端口的選擇規(guī)則

(1)根端口是針對(duì)非根橋而言的；

(2)每個(gè)非根橋上有且只有一個(gè)根端口RP；

(3)根端口是到根橋最近的端口；

(4)判斷：

路徑開銷

+

BridgeID(優(yōu)先級(jí)

+

MAC地址)

+

PortID

除了指定端口和根端口以外，剩余的端口就是阻塞端口，從而有效阻止了兩層環(huán)路的形成，保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。如圖11-12所示。

圖11-12STP的端口類型的確定根路徑是根據(jù)BPDU中根路徑開銷、傳輸橋ID、端口ID進(jìn)行選擇的。

端口ID由1字節(jié)端口優(yōu)先級(jí)與1字節(jié)端口號(hào)組成。根路徑開銷為到達(dá)根橋所經(jīng)過(guò)的所有端口開銷的總和。

當(dāng)非根橋檢測(cè)到了環(huán)路的存在后，必須保留一條鏈路做轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，阻塞掉其他冗余鏈路。選擇轉(zhuǎn)發(fā)鏈路的方式為：選擇鏈路開銷最小的鏈路做轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，如果存在多條鏈路開銷相等且具有最小開銷的鏈路，則選擇有最小轉(zhuǎn)發(fā)橋ID的鏈路；如果存在多條橋ID相同的有最小鏈路開銷的鏈路，則選擇有最小轉(zhuǎn)發(fā)端口ID的鏈路，如圖11-13和圖11-14所示。

圖11-13STP的端口類型的產(chǎn)生

圖11-14STP的端口類型的產(chǎn)生11.2.2STP的端口狀態(tài)

如圖11-15所示，交換機(jī)的端口在STP環(huán)境中共有5種狀態(tài)：阻塞(Blocking)、傾聽(Listening)、學(xué)習(xí)(Learning)、轉(zhuǎn)發(fā)(Forwarding)、關(guān)閉(Off)。關(guān)閉狀態(tài)為交換機(jī)非工作狀態(tài)(休息)，圖11-15未畫出。

交換機(jī)上一個(gè)原來(lái)被阻塞掉的端口由于在最大老化時(shí)間內(nèi)沒有收到BPDU，從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮A聽狀態(tài)，傾聽狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)延遲(15s)到達(dá)學(xué)習(xí)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間的MAC地址學(xué)習(xí)過(guò)程后進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

如果到達(dá)傾聽狀態(tài)后發(fā)現(xiàn)本端口在新的生成樹中不應(yīng)該由此端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，則直接回到阻塞狀態(tài)。

圖11-15STP的端口狀態(tài)11.2.3STP的計(jì)時(shí)器(Timer)

STP時(shí)間Timer如圖11-16所示。

最大的老化時(shí)間(MaxAgeTime)：數(shù)值范圍為6～40s，缺省為20s。

如果在超出最大老化時(shí)間之后，還沒有從原來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)的端口收到根橋發(fā)出的BPDU，那么交換機(jī)認(rèn)為鏈路或端口發(fā)生了故障，需要重新計(jì)算生成樹，打開一個(gè)原來(lái)阻塞掉的端口。如果交換機(jī)在超出最大老化時(shí)間之后沒有在任何端口收到BPDU，說(shuō)明此交換機(jī)與根橋失去了聯(lián)系，此交換機(jī)將充當(dāng)根橋，向其它所有的交換機(jī)發(fā)出BPDU數(shù)據(jù)包。如果該交換機(jī)確實(shí)具有最小的橋ID，那么它將成為根橋。

當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，新的配置消息要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)延才能傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)時(shí)延稱為轉(zhuǎn)發(fā)延遲(ForwardDelay)，協(xié)議默認(rèn)值是15s。

圖11-16STP時(shí)間Timer類型在所有網(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)環(huán)路。為了解決臨時(shí)環(huán)路的問(wèn)題，生成樹使用了一種定時(shí)器策略，即在端口從阻塞狀態(tài)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)中間加上一個(gè)只學(xué)習(xí)MAC地址但不參與轉(zhuǎn)發(fā)的中間狀態(tài)，兩次狀態(tài)切換的時(shí)間長(zhǎng)度都是轉(zhuǎn)發(fā)延遲，這樣就可以保證在拓?fù)渥兓瘯r(shí)不會(huì)產(chǎn)生臨時(shí)環(huán)路。但由此導(dǎo)致STP的切換時(shí)間比較長(zhǎng)，典型的切換時(shí)間為最大的老化時(shí)間加2次轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間，約為50s。對(duì)于運(yùn)行STP的交換機(jī)來(lái)說(shuō)，收斂(Convergence)的含義就是指所有的交換機(jī)的端口都處于Forwarding或Blocking狀態(tài)，狀態(tài)穩(wěn)定，沒有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，交換機(jī)必須重新計(jì)算生成樹，在新的生成樹沒有完全計(jì)算、生成之前，為了防止臨時(shí)環(huán)路的產(chǎn)生，所有鏈路都不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。從發(fā)現(xiàn)狀態(tài)改變到新的生成樹計(jì)算完成的這段時(shí)間叫做收斂時(shí)間。通常STP的收斂時(shí)間約為50s。

由于標(biāo)準(zhǔn)STP的收斂時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致很多應(yīng)用在切換過(guò)程中受影響。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了RSTP(IEEE802.1w)，即快速生成樹協(xié)議，可以顯著減少收斂時(shí)間。

RSTP(RapidSpanningTreeProtocol)稱為快速生成樹協(xié)議，它比STP(即SSTP模式)提供了更快的收斂速度，即在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，原來(lái)冗余的交換機(jī)端口在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接條件下，端口狀態(tài)可以迅速遷移(Discarding→Forword)。11.3快速生成樹協(xié)議(RSTP)簡(jiǎn)介11.3.1端口角色

RSTP靠指派端口角色和判斷活躍拓?fù)鋪?lái)提供生成樹的快速收斂。RSTP建立于IEEE802.1DSTP來(lái)選擇有最高交換機(jī)優(yōu)先級(jí)(最低數(shù)字的優(yōu)先級(jí)值)的交換機(jī)作為根交換機(jī)，正如“根交換機(jī)選擇”部分中描述的那樣。接著，RSTP指派這些端口角色中的一個(gè)給特定端口：

根端口——當(dāng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包給根交換機(jī)時(shí)，提供最好路徑(最低開銷)。

指定端口——連接指定交換機(jī)，當(dāng)從局域網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到根交換機(jī)時(shí)，該指定交換機(jī)擁有最短路徑開銷。這個(gè)把指定交換機(jī)連在局域網(wǎng)上的端口被稱為指定端口。供選擇端口——提供一條由當(dāng)前根部端口提供的到該根交換機(jī)的供選擇路徑。

備份端口——作為由一個(gè)指定端口提供的到生成樹葉節(jié)點(diǎn)(末端節(jié)點(diǎn))路徑的備份。當(dāng)兩個(gè)端口被一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的一個(gè)環(huán)回(Loopback)連在一起時(shí)，或者當(dāng)一個(gè)交換機(jī)有兩個(gè)或多個(gè)到共享局域網(wǎng)段的連接時(shí)，一個(gè)備份端口才能存在。

禁用端口——在生成樹運(yùn)行中不擔(dān)當(dāng)任何角色。

一個(gè)有根端口或指定接口角色的端口被包含在活躍拓?fù)渲?。一個(gè)有供選擇或備份端口角色的端口不被包含在活躍拓?fù)渲小Ｔ谡麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)都有協(xié)調(diào)的端口角色的一個(gè)穩(wěn)定拓?fù)渲?，RSTP確保每個(gè)根端口和指定端口立即轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，同時(shí)所有的冗余和備份端口總是在丟棄狀態(tài)(對(duì)等于802.1D中的阻斷)。端口狀態(tài)控制轉(zhuǎn)發(fā)和學(xué)習(xí)有步驟地運(yùn)行。表11-1提供了一個(gè)STP(802.1D)和RSTP端口狀態(tài)的對(duì)比。指定端口始于監(jiān)聽狀態(tài)。

表11-1端口狀態(tài)對(duì)比11.3.2快速收斂

RSTP提供交換機(jī)，一個(gè)交換端口，或者一個(gè)局域網(wǎng)失效后的可連通性的快速恢復(fù)。它為邊緣端口、新根端口以及下面通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路而連接的端口提供了快速收斂。

邊緣端口——如果用戶在一個(gè)RSTP交換機(jī)上用接口配置命令配置一個(gè)端口為邊緣端口，該邊緣端口立即轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。一個(gè)邊緣端口就像一個(gè)未啟動(dòng)STP的端口，并且用戶應(yīng)該只在連接了一個(gè)單獨(dú)的末端站點(diǎn)的端口上啟用它。

根端口——如果RSTP選擇了一個(gè)新端口，則它阻斷舊根端口并且立即轉(zhuǎn)換新根端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。點(diǎn)到點(diǎn)鏈路——如果通過(guò)一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接一個(gè)端口到另一個(gè)端口，并且本地端口成為一個(gè)指定端口，它使用計(jì)劃—同意握手(Proposal-AgreementHandshake)的其它端口協(xié)商一個(gè)快速轉(zhuǎn)換來(lái)確保一個(gè)無(wú)環(huán)路的拓?fù)洹?/p>

假設(shè)有兩個(gè)交換機(jī)A、B用一條鏈路相連，交換機(jī)A通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路被連接到交換機(jī)B，并且所有端口都為阻斷狀態(tài)。假設(shè)交換機(jī)A有一個(gè)和交換機(jī)B一樣的優(yōu)先級(jí)數(shù)字值。交換機(jī)A發(fā)送一個(gè)計(jì)劃(Proposal)消息(一個(gè)帶有Proposal標(biāo)志設(shè)置的BPDU)給交換機(jī)B，計(jì)劃它自身作為指定交換機(jī)。在收到交換機(jī)B的同意(Agreement)消息后，交換機(jī)A立即也轉(zhuǎn)換它自己的指定端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。因?yàn)榻粨Q機(jī)B阻斷了所有它自己的非邊緣端口，并且在交換機(jī)A和交換機(jī)B之間有一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路，所以無(wú)環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)被構(gòu)成。

當(dāng)交換機(jī)C被連接到交換機(jī)B時(shí)，一個(gè)類似的握手消息設(shè)置被交換。交換機(jī)C選擇連接交換機(jī)B的端口作為它自己的根端口，并且兩個(gè)端點(diǎn)都立即轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)發(fā)模式。隨著這個(gè)握手過(guò)程的每次重復(fù)，更多的交換機(jī)加入到活躍拓?fù)渲小＞拖窬W(wǎng)絡(luò)收斂一樣，這個(gè)計(jì)劃—同意握手過(guò)程從根一直到生成樹的葉節(jié)點(diǎn)(末端節(jié)點(diǎn))。

交換機(jī)從端口雙工模式判斷鏈路類型：一個(gè)全雙工端口被認(rèn)為有一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的連接；一個(gè)半雙工的端口被認(rèn)為有一個(gè)共享連接。

多生成樹協(xié)議(MultipleSpanningTreeProtocol，MSTP)增加了實(shí)例和VLAN映射的概念，SSTP模式和RSTP模式均可以當(dāng)作MSTP模式的一種特例。

MSTP模式還提供了VLAN環(huán)境的快速聚合和負(fù)載均衡。11.4多生成樹協(xié)議(MSTP)簡(jiǎn)介在SSTP模式和RSTP模式下，沒有VLAN的概念，每個(gè)端口的狀態(tài)只有一種，即端口在不同VLAN中的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)是一致的。而在MSTP模式下，可以存在多個(gè)SpanningTree實(shí)例，端口在不同VLAN下的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)可以不同；在MST區(qū)域內(nèi)部可以形成多個(gè)獨(dú)立的子樹實(shí)例，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

基于多實(shí)例的多生成樹協(xié)議(MSTP)如圖11-17所示。

圖11-17多生成樹協(xié)議