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1、生成树协议生成树协议目录目录22022/12/31u生成树背景uSTPuRSTPuMSTPu生成树协议的配置1.1.生成树背景生成树背景32022/12/31路径回环的影响路径回环的影响42022/12/31物理段 A物理段 B1 11 11 11 12 22 22 23 33 33 3PCAPCBSWASWASWBSWBSWCSWC生成树的生成树的作用作用通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性52022/12/31ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D生成树的作用生成树的作用冗余网络导致的问题：1.多帧复制(
2、浪费带宽)在组播中是个大问题2.MAC地址表的翻动3.广播风暴阻止冗余网络就是建立blockSTP是为克服冗余网络中透明桥接的环路问题而创建的。STP通过判断网络中存在环路的地方，并阻断冗余链路来实现无环网络。62022/12/312.STP2.STP72022/12/31生成树协议生成树协议STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。通过在桥之间交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。BPDU帧的目标地址是一个组播地址，为0180-c200-0000
3、。82022/12/31SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU配置配置BPDUBPDU的生成和传递的生成和传递配置BPDU包含以下重要信息，完成生成树计算根桥ID（RootID）根路径开销（RootPathCost）指定桥ID（DesignatedBridgeID）指定端口ID（DesignatedPortID）各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根桥（Root Bridge）的配置消息，向外发送自己的配置消息 网络收敛后，根桥向外发送配置BPDU，其他的设备对该配置BPDU进行转发92022/12/31根桥的选举根桥的选举桥ID由桥优先级（Bridge Priority）和桥MAC地址
4、（Bridge Mac Address）组成桥ID小的桥被选举为根桥102022/12/31SWASWBSWCBridgeID:0.0000-0000-0000BridgeID:16.0000-0000-0001BridgeID:0.0000-0000-0002端口角色的确定端口角色的确定根桥上的所有端口为指定端口（Designated Port）在非根桥上选举根路径开销（Root Path Cost）最小的端口为根端口（Root Port）每个物理段选出根路径开销最小的桥作为指定桥（Designated Bridge），连接指定桥的端口为指定端口不是根端口和指定端口的其余端口被STP置为阻塞
5、状态112022/12/31SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=30根路径开销根路径开销根路径开销（Root Path Cost）是到达根的路径上所有链路开销（Cost）的代数和非根桥进行根端口选举时，根路径开销最小的端口为根端口物理段进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥122022/12/31SWASWBSWCRoot1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30通过桥通过桥IDID决定端口角色决定端口角色在根路径开销相同时，所连网段指定桥ID最小的端口为根端口在根路径开销相同时，桥ID最小
6、的桥被选举为物理段上的指定桥，连接指定桥的端口为指定端口132022/12/31SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:0.0000-0000-0002DPAPBridgeID:0.0000-0000-0001通过端口通过端口IDID决定端口角色决定端口角色在根路径开销、指定桥ID都相同的情况下，所连指定端口ID小的端口为根端口142022/12/31SWASWBRootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID:0.0000-0000-0001端口状态端口状态15202
7、2/12/31端口角色端口角色端口状态端口状态端口行为端口行为未启用未启用STP功能的端口功能的端口Disabled不收发不收发BPDU报文，接收或报文，接收或转发数据转发数据非指定端口非指定端口或根端口或根端口Blocking接收但不发送接收但不发送BPDU，不接，不接收或转发数据收或转发数据-Listening接收并发送接收并发送BPDU，不接收，不接收或转发数据，选举或转发数据，选举root、rp、dp（根桥、根端口和指定（根桥、根端口和指定端口）端口）-Learning接收并发送接收并发送BPDU，不接收，不接收或转发数据，学习或转发数据，学习MAC地址地址指定端口或指定端口或根端口根
8、端口Forwarding接收并发送接收并发送BPDU，接收并，接收并转发数据转发数据端口状态迁移端口状态迁移端口被选为指定端口或根端口后，需要从Blocking状态经Listening和Learning才能到Forwarding状态默认的Forwarding Delay时间是15秒162022/12/31ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间生成树的不足生成树的不足端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forwarding Delay时间如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连通性
9、172022/12/31SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓扑变化，我都至少有30秒的时间无法访问服务器！3.RSTP3.RSTP182022/12/31RSTPRSTPRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是STP协议的优化版RSTP具备STP的所有功能RSTP可以实现快速收敛在某些情况下，端口进入转发状态的延时大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。192022/12/31RSTPRSTP的改进的改进202022/12/31STP行为行为RSTP行为行为端口被选端口被选为根端口为根端口默认情况下，默认情况下，2
10、倍的倍的Forwarding Delay的的时间延迟。时间延迟。存在阻塞的备份根端口情况下，存在阻塞的备份根端口情况下，仅有数毫秒延迟。仅有数毫秒延迟。端口被选端口被选为指定端为指定端口口默认情况下，默认情况下，2倍的倍的Forwarding Delay的的时间延迟。时间延迟。在指定端口是非边缘端口的情况在指定端口是非边缘端口的情况下，延迟取决因素较多。下，延迟取决因素较多。在指定端口是边缘端口的情况下，在指定端口是边缘端口的情况下，指定端口可以直接进入转发状态，指定端口可以直接进入转发状态，没有延迟。没有延迟。4.MSTP4.MSTP212022/12/31MSTPMSTPTrunk链路上实
11、际上运行着多个VLAN所有VLAN共用一棵生成树无法实现不同VLAN在多条Trunk链路上的负载分担222022/12/31PCBPCA所有所有VLANVLAN均在均在此阻塞此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20MSTPMSTPMSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）将多个VLAN捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成树在多条Trunk链路上实现VLAN级负载分担232022/12/31SWASWBSWCServer实例实例A:VLAN110A:VLAN110实例实例B:VLAN1120B:VLAN1120PCBPCAV
12、LAN 10VLAN 20三种生成树协议特性的比较三种生成树协议特性的比较MSTP具有RSTP的快速收敛，同时又具有负载分担机制MSTP兼容STP和RSTP 242022/12/31特性列表特性列表STPRSTPMSTP解决环路故障并实解决环路故障并实现冗余备份现冗余备份YYY快速收敛快速收敛NYY形成多棵生成树实形成多棵生成树实现负载分担现负载分担NNY三种生成树协议的端口状态对比三种生成树协议的端口状态对比252022/12/31ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间Forwarding
13、LearningDiscardingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间STPRSTP/MSTP5.5.生成树协议的配置生成树协议的配置262022/12/31STPSTP基本配置基本配置开启设备STP特性关闭端口的STP特性配置STP的工作模式 272022/12/31Switch stp enableSwitch stp enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch stp mode stp|rstp|mstp Switch stp mode st
14、p|rstp|mstp STPSTP可选配置可选配置配置当前设备的优先级 配置端口为边缘端口 282022/12/31Switch stp Switch stp instance instance instance-id priority priority prioritySwitch-Ethernet1/0/1 stp edged-port enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp edged-port enableSTPSTP配置示例配置示例292022/12/31核心接入用户SWASWBSWCE1/0/1SWAstp enableSWAstp priority 0SW
15、Bstp enableSWBstp priority 4096SWCstp enableSWCinterface Ethernet 1/0/1SWC-Ethernet1/0/1 stp edged-port enableSTPSTP监控与维护监控与维护302022/12/31当前工作模式当前工作模式SWAdisplay stp-CIST Global InfoMode MSTP-CIST Bridge :32768.000f-e23e-f9b0Bridge Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20CIST Root/ERPC :32768.0
16、00f-e23e-f9b0/0CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-e23e-f9b0/0CIST RootPortId :0.0BPDU-Protection :disabledBridge Config-Digest-Snooping :disabledTC or TCN received :0.当前桥当前桥IDID端口角色端口角色SWAdisplay stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE.端口状态端口状态实例实例IDIDThanksThanks312022/12/31