生成树协议原理及配置课件.ppt
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1、1,生成树协议原理及配置,2,教学目标,学习内容1.STP及RSTP技术原理2.STP及RSTP基本配置3.RSTP在实际网络中的应用,3,课程议题,生成树起源,4,生成树综述,LAN 1,LAN 2,存在单点故障,冗余的设计又会带来环路,导致广播风暴,生成树协议的产生背景,5,生成树综述,生成树协议的分类生成树协议的分类,按照产生的时间先后顺序为STP、RSTP、MSTP生成树协议所遵循的IEEE标准 三种生成树所遵循的IEEE标准分别为STP-IEEE 802.1d,RSTP-IEEE802.1W,MSTP-IEEE 802.1S,6,学习目标,掌握STP、RSTP原理及配置实施技术理解二
2、层交换网络的收敛与生成树协议有关理解数据在二层交换网络中走的路径与生成树协议有关,7,课程议题,STP技术原理,8,STP议题,STP协议的作用与应用场景STP工作原理配置消息(BPDU)的报文格式网络拓扑变化时STP的收敛过程STP的配置与实施,9,1、什么是STP协议,它的作用是什么,STP(spanning-tree-protocol)是交换机通过某种特定算法来逻辑阻塞物理冗余网络中某些接口,以达到避免数据转发循环,生成无环路拓扑的一种二层协议。,10,LAN 1,LAN 2,该链路处于阻塞状态,该链路重新被激活,STP是怎样处理环路呢?,2、STP工作原理,基本思想:在网桥之间传递配置
3、消息(BPDU),比较其中的参数,根据STP算法打开好的端口,阻塞差的端口,从而打破物理环路,建立一个无循环的逻辑拓扑。网桥利用收到的配置消息做以下动作:,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),12,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,根桥的选举,SWA,SWB,SWC,桥ID由桥优先级(
4、BridgePriority)和桥MAC地址(BridgeMacAddress)组成桥ID小的桥被选举为根桥,BridgeID:0.0000-0000-0000,BridgeID:16.0000-0000-0001,BridgeID:0.0000-0000-0002,端口角色的确定,SWA,SWB,SWC,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(RootPathCost)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
5、STP置为阻塞状态,Root,DP,DP,RP,DP,RP,AP,Cost=10,Cost=20,Cost=30,根路径开销,SWA,SWB,SWC,根路径开销(RootPathCost)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,Root,1000M,100M,1000M,10M,100M,10M,Cost=10,Cost=20,Cost=30,通过桥ID决定端口角色,SWA,SWB,SWC,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最小的桥被选举
6、为物理段上的指定桥,连接指定桥的端口为指定端口,Root,DP,DP,RP,DP,RP,AP,Cost=10,Cost=10,RP,Cost=10,SWD,DP,Cost=10,BridgeID:0.0000-0000-0002,BridgeID:0.0000-0000-0001,DP,AP,通过端口ID决定端口角色,SWA,SWB,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,Root,G0/1,G0/2,AP,Cost=10,Cost=10,RP,BridgeID:0.0000-0000-0001,18,STP初始化收敛,选择根网桥在非根网桥上选择根端口在每一个
7、网段上选择一个指定端口阻塞剩余端口,19,3、BPDU报文结构,L/T:帧长,LLC Header:BPDU帧固定的链路头。值为:0 x424203,Payload:BPDU数据,0 x01-80-c2-00-00-00,端口状态,21,拓扑变化交换机二层端口收敛导致用户业务可能中断,A,B,C,1,2,3,Link 1 down 收敛时间,Link 2 down 收敛时间,Link 3 down 收敛时间,30秒,C产生TCN次佳BPDU 10秒30秒,C产生TCNB产生TCN,22,5、生成树协议的配置,Spanning-tree,Switch(config)#,no Spanning-t
8、ree,Switch(config)#,Spanning-tree mode stp/rstp/mstp,Switch(config)#,开启生成树协议默认生成树协议是关闭的关闭生成树协议默认生成树协议是关闭的配置生成树协议的类型锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议,23,配置交换机优先级“0”或“4096”的倍数、共16个,缺省32768。恢复到缺省值配置交换机端口的优先级Switch(config)#interface interface-type interface-numberSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority number,生成
9、树协议的配置(续),spanning-tree priority,Switch(config)#,nospanning-tree priority,Switch(config)#,24,生成树协议的配置(续),spanning-tree port-priority number,Switch(config-if)#,配置交换机端口的优先级端口优先级可配置范围为0或16的整数倍,共16个,最大值为240,默认优先级为128。,25,生成树协议的配置(续),配置交换机优先级和端口优先级范例,26,生成树协议的配置(续),Spanning Tree 的缺省配置:关闭STPSTP Priority 是
10、32768STP port Priority 是128STP port cost 根据端口速率自动判断Hello Time 2秒Forward-delay Time 15秒Max-age Time 20秒可通过spanning-tree reset 命令让spanning tree参数恢复到缺省配置,27,配置Hello Time配置Forward-Delay Time,生成树协议的配置(续),spanning-tree hello-time seconds,Switch(config)#,根交换机发送BPDU报文的默认时间是2秒,通过配置可修改,取值范围是1-10秒。,spanning-tr
11、ee forward-time seconds,Switch(config)#,Forward-Delay Time为BPDU报文扩散到全网中的时间,默认时间是15秒,通过配置可修改,取值范围是4到30秒,28,配置Max-Age Time,生成树协议的配置(续),spanning-tree max-age seconds,Switch(config)#,Max-Age Time 为BPDU报文的最大生存时间,默认值是20秒,可以通过配置修改,取值范围是6到40秒,29,配置bpdu-guard,生成树协议的配置(续),spanning-tree bpduguard enable,Switch
12、(config-if)#,Bpdu-guard特性防止非法交换机的接入,保护拓扑.如果在配置了该特性的接口上收到了BPDU,则接口会进入Error-disabled状态,可通过手工配置errdisable recovery命令恢复接口,30,配置portfast,生成树协议的配置(续),spanning-tree portfast,Switch(config-if)#,Portfast特性会使端口直接进入Forwarding,但会因为收到BPDU而使该特性时效,从而使端口进行正常的STP算法后进入Forwarding,通常结合BPDUGUARD特性使用.,31,课程议题,RSTP技术原理,32
13、,STP的不足,端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的 Forward Delay时间,所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的Forward Delay时间,才能恢复连 通性 如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁的失去连通性,这样用户将无法忍受。,33,RSTP协议概述,RSTP(快速生成树协议)是从STP发展而来,实现的基本思想一致;RSTP具备STP的所有功能;RSTP改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时,尽可能快的恢复网络的连通性。,34,RSTP的端口状态与端口角色,端口角色,Root Port:与STP中的根端口概念一致。,Designated Port:与STP中的指定端口
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