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1、生成生成生成生成树协议树协议第1页，共28页，编辑于2022年，星期一n了解了解STP产生的背景产生的背景n掌握掌握STP基本工作原理基本工作原理n掌握掌握RSTP和和MSTP基本原理基本原理n掌握生成树协议的配置掌握生成树协议的配置课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：第2页，共28页，编辑于2022年，星期一n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录第3页，共28页，编辑于2022年，星期一路径回路径回环环的影响的影响物理段 A物理段 B1111222333P1P2SWASWBSWC第4页，共28页，编辑于20
2、22年，星期一STP的作用的作用通通过阻断冗余阻断冗余链路来消除路来消除桥接网接网络中可能存在的中可能存在的路径回路径回环当前路径当前路径发生故障生故障时，激活冗余，激活冗余备份份链路，恢复路，恢复网网络连通性通性ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D第5页，共28页，编辑于2022年，星期一n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录第6页，共28页，编辑于2022年，星期一生成生成树协议树协议SWASWBSWCSTP（Spanning Tree Protocol，生成，生成树协议）是用于在局域网中消）是用于在局域网中消除数
3、据除数据链路路层物理物理环路的路的协议。通通过在在桥之之间交交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据数据单元），来保元），来保证设备完成生成完成生成树的的计算算过程程。BPDUBPDUBPDU第7页，共28页，编辑于2022年，星期一配置配置BPDU的生成和的生成和传递传递配置配置BPDU包含以下重要信息，完成生成包含以下重要信息，完成生成树计算算根根桥ID（RootID）根路径开根路径开销（RootPathCost）指定指定桥ID（DesignatedBridgeID）指定端口指定端口ID（DesignatedPortID）各台各台设备的各个端口在初始的各
4、个端口在初始时生成以自己生成以自己为根根桥（Root Bridge）的配置消息，向外）的配置消息，向外发送自己的配置消息送自己的配置消息 网网络收收敛后，根后，根桥向外向外发送配置送配置BPDU，其他的，其他的设备对该配配置置BPDU进行行转发第8页，共28页，编辑于2022年，星期一根根桥桥的的选举选举SWASWBSWC桥ID由由桥优先先级（BridgePriority）和）和桥MAC地址地址（BridgeMacAddress）组成成桥ID小的小的桥被被选举为根根桥BridgeID:0.0000-0000-0000BridgeID:16.0000-0000-0001BridgeID:0.00
5、00-0000-0002第9页，共28页，编辑于2022年，星期一端口角色的确定端口角色的确定SWASWBSWC根根桥上的所有端口上的所有端口为指定端口（指定端口（Designated Port）在非根在非根桥上上选举根路径开根路径开销（RootPathCost）最小的端口）最小的端口为根端口根端口（Root Port）每个物理段每个物理段选出根路径开出根路径开销最小的最小的桥作作为指定指定桥（Designated Bridge），），连接指定接指定桥的端口的端口为指定端口指定端口不是根端口和指定端口的其余端口被不是根端口和指定端口的其余端口被STP置置为阻塞状阻塞状态RootDPDPRPDP
6、RPAPCost=10Cost=20Cost=30第10页，共28页，编辑于2022年，星期一根路径开根路径开销销SWASWBSWC根路径开根路径开销（RootPathCost）是到达根的路径上所有）是到达根的路径上所有链路开路开销（Cost）的代数和的代数和非根非根桥进行根端口行根端口选举时，根路径开，根路径开销最小的端口最小的端口为根端口根端口物理段物理段进行指定行指定桥选举时，路径开，路径开销最小的最小的桥为指定指定桥Root1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30第11页，共28页，编辑于2022年，星期一通通过桥过桥ID决定端口角色决
7、定端口角色SWASWBSWC在根路径开在根路径开销相同相同时，所，所连网段指定网段指定桥ID最小的端口最小的端口为根端口根端口在根路径开在根路径开销相同相同时，桥ID最小的最小的桥被被选举为物理段上的指定物理段上的指定桥，连接指定接指定桥的端口的端口为指定端口指定端口RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID:0.0000-0000-0002BridgeID:0.0000-0000-0001DPAP第12页，共28页，编辑于2022年，星期一通通过过端口端口ID决定端口角色决定端口角色SWASWB在根路径开在根路径开销
8、、指定、指定桥ID都相同的情况下，所都相同的情况下，所连指定端口指定端口ID小的端口小的端口为根端口根端口RootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID:0.0000-0000-0001第13页，共28页，编辑于2022年，星期一端口状端口状态态端口角色端口状态端口行为未启用STP功能的端口Disabled不收发BPDU报文，接收或转发数据非指定端口或根端口Blocking接收但不发送BPDU，不接收或转发数据-Listening接收并发送BPDU，不接收或转发数据-Learning接收并发送BPDU，不接收或转发数据指定端口或根端口Forwarding接收并发送
9、BPDU，接收并转发数据第14页，共28页，编辑于2022年，星期一端口状端口状态态迁移迁移ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间端口被端口被选为指定端口或根端口后，需要从指定端口或根端口后，需要从Blocking状状态经Listening和和Learning才能到才能到Forwarding状状态默默认的的Forwarding Delay时间是是15秒秒第15页，共28页，编辑于2022年，星期一生成生成树树的不足的不足l端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的端口从阻塞状态进入转发状态必须
10、经历两倍的Forwarding Delay时间时间l如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连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通性SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓扑变化，我都至少有30秒的时间无法访问服务器！第16页，共28页，编辑于2022年，星期一n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录第17页，共28页，编辑于2022年，星期一RSTPRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成，快速生成树协议）是）是STP协议的的优化版化版RSTP具具备STP的所有功能
11、的所有功能RSTP可以可以实现快速收快速收敛在某些情况下，端口在某些情况下，端口进入入转发状状态的延的延时大大大大缩短，从而短，从而缩短了网短了网络最最终达到拓扑达到拓扑稳定定所需要的所需要的时间。第18页，共28页，编辑于2022年，星期一RSTP的改的改进进STP行为RSTP行为端口被选为根端口默认情况下，2倍的Forwarding Delay的时间延迟。存在阻塞的备份根端口情况下，仅有数毫秒延迟。端口被选为指定端口默认情况下，2倍的Forwarding Delay的时间延迟。在指定端口是非边缘端口的情况下，延迟取决因素较多。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，没有
12、延迟。第19页，共28页，编辑于2022年，星期一n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录第20页，共28页，编辑于2022年，星期一PCBPCASTP、RSTP的的问题问题Trunk链链路上路上实际实际上运行着多个上运行着多个VLAN所有所有VLAN共用一棵生成共用一棵生成树树无法无法实现实现不同不同VLAN在多条在多条Trunk链链路上路上的的负载负载分担分担所有所有VLAN均在均在此阻塞此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20第21页，共28页，编辑于2022年，星期一MSTPMSTP（Multiple Span
13、ning Tree Protocol，多生成，多生成树协议）将多个将多个VLAN捆捆绑到一个到一个实例，每个例，每个实例生成独立的生成例生成独立的生成树在多条在多条Trunk链路上路上实现VLAN级负载分担分担SWASWBSWCServer实例实例A:VLAN110实例实例B:VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20第22页，共28页，编辑于2022年，星期一特性列表STPRSTPMSTP解决环路故障并实现冗余备份YYY快速收敛NYY形成多棵生成树实现负载分担NNY三种生成三种生成树协议树协议特性的比特性的比较较MSTP具有具有RSTP的快速收的快速收敛，同，同时又具又具有有负
14、载分担机制分担机制MSTP兼容兼容STP和和RSTP 第23页，共28页，编辑于2022年，星期一三种生成三种生成树协议树协议的端口状的端口状态对态对比比ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间STPRSTP/MSTP第24页，共28页，编辑于2022年，星期一n生成树背景生成树背景nSTPnRSTPnMSTPn生成树协议的生成树协议的监控与维护监控与维护目录目录第2
15、5页，共28页，编辑于2022年，星期一STP监监控与控与维护维护Switch#show spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 Address 0000.0C97.884E This bridge is the root Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0000.0C97.8
16、84E Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type-Fa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2pFa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p第26页，共28页，编辑于2022年，星期一nSTP产生的原因是为了消除路径回环的影响产生的原因是为了消除路径回环的影响nSTP通过选举根桥和阻塞冗余端口来消除环路通过选举根桥和阻塞冗余端口来消除环路nRSTP和和MSTP工作原理工作原理n生成树协议生成树协议监控与维护监控与维护本章总结本章总结第27页，共28页，编辑于2022年，星期一*第28页，共28页，编辑于2022年，星期一