生成樹協(xié)議(STP)ppt課件

1、BENET3.0第二學(xué)期課程第四章 生成樹協(xié)議（STP） 理論部分理論部分2 2課程回顧課程回顧內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧VTP的作用是什么？的作用是什么？VTP的工作模式是哪三種，各有什么作用？的工作模式是哪三種，各有什么作用？如何配置三層交換實(shí)現(xiàn)如何配置三層交換實(shí)現(xiàn)VLAN間互通？間互通？3 3技能展示技能展示理解理解STP的工作原理的工作原理會(huì)配置會(huì)配置PVST+實(shí)現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分擔(dān)實(shí)現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分擔(dān)了解了解BPDU（橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）（橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）4 4本章結(jié)構(gòu)本章結(jié)構(gòu)STP工作原理工作原理生成樹算法及驗(yàn)證生成樹算法及驗(yàn)證BPDUSTP的收斂的收斂生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的產(chǎn)生交換網(wǎng)

2、絡(luò)環(huán)路的產(chǎn)生STP簡介簡介STP概述概述STP的應(yīng)用的應(yīng)用STP與與VLAN的關(guān)系的關(guān)系PVST+的配置命令的配置命令PVST+的配置案例的配置案例5 5交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的產(chǎn)生交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的產(chǎn)生廣播風(fēng)暴的形成廣播風(fēng)暴的形成SW3PC1PC2F0/2F0/2F0/1F0/1廣播廣播廣廣播播F0/1F0/2SW2SW1廣播廣播SW2和和SW3從所有非接從所有非接收端口轉(zhuǎn)發(fā)廣播收端口轉(zhuǎn)發(fā)廣播最終形成廣播風(fēng)暴最終形成廣播風(fēng)暴6 6STP介紹介紹STP Spanning Tree Protocol(生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議)SW3SW2SW1 邏輯上斷開環(huán)路，防止廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生邏輯上斷開環(huán)路，防止廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生

3、當(dāng)線路故障，阻塞接口被激活，恢復(fù)通信，起備份線路的作用當(dāng)線路故障，阻塞接口被激活，恢復(fù)通信，起備份線路的作用7 7STP的算法的算法生成樹算法分為生成樹算法分為3個(gè)步驟：個(gè)步驟：選擇根網(wǎng)橋（選擇根網(wǎng)橋（Root Bridge）選擇根端口（選擇根端口（Root Ports）選擇指定端口（選擇指定端口（Designated Ports）8 8選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID（BID）網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID是唯一的是唯一的選擇交換網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)橋選擇交換網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)橋ID最小的交換機(jī)成為根網(wǎng)橋最小的交換機(jī)成為根網(wǎng)橋2 2字節(jié)字節(jié)6 6字節(jié)字節(jié)取值范圍：取值范圍：0 0 6553565535缺省值：缺省值：3276832

4、768 網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)網(wǎng)橋的網(wǎng)橋的MACMAC地址地址9 9STP選擇根網(wǎng)橋?qū)嵗x擇根網(wǎng)橋?qū)嵗源送負(fù)錇槔?，介紹以此拓?fù)錇槔榻BSTP的計(jì)算過程的計(jì)算過程根據(jù)網(wǎng)橋根據(jù)網(wǎng)橋ID選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋SW2優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1Root Bridge100M100M100M1010選擇根端口選擇根端口選擇根端口的依據(jù)：選擇根端口的依據(jù)：到根網(wǎng)橋最低的根路徑成本到根網(wǎng)橋最低的根路徑成本直

5、連的網(wǎng)橋直連的網(wǎng)橋ID最小最小端口端口ID最小最小根路徑成本根路徑成本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑上所有鏈路的成本之和網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑上所有鏈路的成本之和SW2SW3SW1路徑成本：路徑成本：1919路徑成本：路徑成本：100100SW3的的Port 1根路徑成本根路徑成本19100119Port 11111路徑成本路徑成本路徑成本根據(jù)鏈路帶寬規(guī)定路徑成本根據(jù)鏈路帶寬規(guī)定鏈路帶寬（鏈路帶寬（MbpsMbps）路徑成本路徑成本101001662453910019155146226100041000021212 端口端口ID端口端口ID格式格式8 8位位 端口優(yōu)先級(jí)端口優(yōu)先級(jí)端口編號(hào)端口編號(hào)8 8位位取值

6、范圍：取值范圍：0 0 255255缺省值：缺省值：1281281313STP根端口選舉實(shí)例根端口選舉實(shí)例在非根網(wǎng)橋上，選擇一個(gè)根端口（在非根網(wǎng)橋上，選擇一個(gè)根端口（RP）SW2優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1Root Bridge在在SW1SW1和和SW3SW3上，到達(dá)上，到達(dá)SW2SW2最最近的端口是根端口近的端口是根端口Root Port100M100M100MRoot Port1414選擇

7、指定端口選擇指定端口根橋上的端口全是指定端口根橋上的端口全是指定端口在每個(gè)網(wǎng)段上，選擇在每個(gè)網(wǎng)段上，選擇1個(gè)指定端口個(gè)指定端口非根橋上的指定端口，選擇順序：非根橋上的指定端口，選擇順序：根路徑成本較低根路徑成本較低所在的交換機(jī)的網(wǎng)橋所在的交換機(jī)的網(wǎng)橋ID的值較小的值較小端口端口ID的值較小的值較小1515STP選擇指定端口實(shí)例選擇指定端口實(shí)例在每個(gè)網(wǎng)段選擇在每個(gè)網(wǎng)段選擇1個(gè)指定端口（個(gè)指定端口（DP）SW2優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址：

8、 000d.2800.b102SW3SW1Root BridgeRoot Port100M100M100MRoot Port根網(wǎng)橋上的端口根網(wǎng)橋上的端口都是指定端口都是指定端口在這個(gè)網(wǎng)段上，在這個(gè)網(wǎng)段上，B B的的網(wǎng)橋網(wǎng)橋IDID較小，所以較小，所以B B上的端口為指定端口上的端口為指定端口這個(gè)端口既不是根端口，這個(gè)端口既不是根端口，也不是指定端口，也不是指定端口，STPSTP將這將這個(gè)端口阻塞（個(gè)端口阻塞（BlockBlock）DPDPDP1616STP的計(jì)算結(jié)果的計(jì)算結(jié)果最終形成邏輯結(jié)構(gòu)無環(huán)拓?fù)渥罱K形成邏輯結(jié)構(gòu)無環(huán)拓?fù)銼W2優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b

9、100優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1100M100M100M備份鏈路備份鏈路1717STP算法的驗(yàn)證算法的驗(yàn)證3-1兩條不等速率鏈路連接的兩臺(tái)交換機(jī)的兩條不等速率鏈路連接的兩臺(tái)交換機(jī)的STP選舉選舉SW1優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768 MAC地址：地址： 001f.caff.1000優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 0021.1ba5.6980SW2100M10MF0/24F0/23F0/24F0/23Root BridgeRoot PortDPSW1#sh

10、ow spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 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 001f.caff.1000 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forwa

11、rd Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/23 Desg FWD 100 128.25 P2p Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p根網(wǎng)橋信息根網(wǎng)橋信息本地交換機(jī)信息本地交換機(jī)信息本地交換機(jī)接口信息本地交換機(jī)接口信息SW2#show spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 Cost 1

12、9 Port 26 (FastEthernet0/24) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 0021.1ba5.6980 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 15 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/23 Altn BLK 100 128.2

13、5 P2pFa0/24 Root FWD 19 128.26 P2p端口端口2323阻塞阻塞2424為根端口為根端口根網(wǎng)橋端口根網(wǎng)橋端口都是指定端口都是指定端口1818SW1優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768 MAC地址：地址： 001f.caff.1000優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 0021.1ba5.6980SW2100M100MF0/23F0/23F0/24F0/24STP算法的驗(yàn)證算法的驗(yàn)證3-2兩條等速率鏈路連接的兩臺(tái)交換機(jī)的兩條等速率鏈路連接的兩臺(tái)交換機(jī)的STP選舉選舉Root BridgeRoot PortDP選擇根端口時(shí)，比較接收到的對(duì)端端口選擇根端口時(shí)，比較接收到的

14、對(duì)端端口IDID值值1919SW1STP算法的驗(yàn)證算法的驗(yàn)證3-3三臺(tái)交換機(jī)的生成樹協(xié)議選舉三臺(tái)交換機(jī)的生成樹協(xié)議選舉SW2優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 0021.1ba5.6980優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 0021.d780.7400優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：32768MAC地址：地址： 001f.caff.1000SW3Root BridgeRoot Port100M100M100MRoot PortDPDPDPF0/23F0/24F0/24F0/24F0/23F0/232020BPDU（橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）（橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）BPDUBridge Protocol D

15、ata Unit 橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元使用組播發(fā)送使用組播發(fā)送BPDUBPDU分為分為2種類型：種類型：配置配置BPDU拓?fù)渥兏ǜ妫ㄍ負(fù)渥兏ǜ妫═CN）BPDUBPDU報(bào)文字段報(bào)文字段2121當(dāng)接收到其他交換機(jī)發(fā)出的當(dāng)接收到其他交換機(jī)發(fā)出的BPDUBPDU后，比較網(wǎng)橋后，比較網(wǎng)橋IDID，選擇較小的添加到根網(wǎng)橋，選擇較小的添加到根網(wǎng)橋IDID中中STP利用利用BPDU選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID：4096.000d.2800.b100網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID： 32768.000d.2800.b101網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID：32768.000d.2800.b102SW3100M100M100MSW2

16、字段字段值值根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路徑成本根路徑成本0 0發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100端口端口IDIDxxxxxxxxSW1字段字段值值根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101根路徑成本根路徑成本0 0發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx字段字段值值根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋IDID4096.000d.2

17、800.b1004096.000d.2800.b100根路徑成本根路徑成本1919發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx當(dāng)全網(wǎng)所有的交換機(jī)接收到全部的當(dāng)全網(wǎng)所有的交換機(jī)接收到全部的BPDUBPDU并作比較后，就可并作比較后，就可以選擇出唯一的一個(gè)根網(wǎng)橋以選擇出唯一的一個(gè)根網(wǎng)橋交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)，假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)，假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的BPDUBPDU中根網(wǎng)橋中根網(wǎng)橋IDID字段填寫字段填寫自己的網(wǎng)橋自己的網(wǎng)橋IDID2222下一級(jí)交換機(jī)收到下一級(jí)交換機(jī)收到BPDUBPD

18、U報(bào)文時(shí)，在根路徑成本上添加接收接口的路徑成本，報(bào)文時(shí)，在根路徑成本上添加接收接口的路徑成本，然后轉(zhuǎn)發(fā)然后轉(zhuǎn)發(fā)STP利用利用BPDU計(jì)算根路徑成本計(jì)算根路徑成本網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID：4096.000d.2800.b100Root Bridge網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID： 32768.000d.2800.b101網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID：32768.000d.2800.b102SW3100M100M100MSW2字段字段值值根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路徑成本根路徑成本0 0發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.28

19、00.b100端口端口IDIDxxxxxxxxSW1字段字段值值根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路徑成本根路徑成本1919發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx交換機(jī)保存接口的根路徑成本到內(nèi)存中交換機(jī)保存接口的根路徑成本到內(nèi)存中根網(wǎng)橋發(fā)送根路徑成本值為根網(wǎng)橋發(fā)送根路徑成本值為0 0的的BPDUBPDU報(bào)文報(bào)文2323生成樹端口的狀態(tài)生成樹端口的狀態(tài)交換機(jī)端口的交換機(jī)端口的5種種STP狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)（轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）學(xué)習(xí)（學(xué)

20、習(xí)（Learning）偵聽（偵聽（Listening）阻塞（阻塞（Blocking）禁用（禁用（Disabled）2424生成樹計(jì)時(shí)器生成樹計(jì)時(shí)器STP的的3種計(jì)時(shí)器種計(jì)時(shí)器Hello時(shí)間時(shí)間轉(zhuǎn)發(fā)延遲轉(zhuǎn)發(fā)延遲最大老化時(shí)間最大老化時(shí)間2525小結(jié)小結(jié)請(qǐng)思考：請(qǐng)思考：STP選舉過程中，如何確定哪些端口被阻塞？選舉過程中，如何確定哪些端口被阻塞？生成樹端口狀態(tài)有哪些，分別表示什么含義？生成樹端口狀態(tài)有哪些，分別表示什么含義？BPDU主要包括哪些內(nèi)容？主要包括哪些內(nèi)容？生成樹計(jì)時(shí)器包括哪些？生成樹計(jì)時(shí)器包括哪些？2626PVST（Cisco私有）為每個(gè)私有）為每個(gè)VLAN構(gòu)造一個(gè)生成樹實(shí)例構(gòu)造一個(gè)生成

21、樹實(shí)例VLAN與與STP關(guān)系關(guān)系VLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3經(jīng)過經(jīng)過STPSTP計(jì)算，會(huì)計(jì)算，會(huì)有一條鏈路被斷開有一條鏈路被斷開IEEEIEEE通用生成樹（通用生成樹（CSTCST）不考慮）不考慮VLANVLANPVST+區(qū)域區(qū)域PVST區(qū)域區(qū)域CST區(qū)域區(qū)域 PVST+Cisco私有私有可以與可以與CST互操作互操作2727PVST+在實(shí)際中的應(yīng)用在實(shí)際中的應(yīng)用PVST+配置的意義配置的意義配置網(wǎng)絡(luò)中比較穩(wěn)定的交換機(jī)為根網(wǎng)橋配置網(wǎng)絡(luò)中比較穩(wěn)定的交換機(jī)為根網(wǎng)橋利用利用PVST+實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)VLAN 110VLAN 15 的根網(wǎng)橋VLAN

22、1VLAN 15 5的根端口的根端口VLAN 1VLAN 15 5數(shù)據(jù)的流向數(shù)據(jù)的流向接入交換機(jī)接入交換機(jī)VLAN 110VLAN 110VLAN 610 的根網(wǎng)橋VLAN 6VLAN 61010的根端口的根端口VLAN 6VLAN 61010數(shù)據(jù)的流向數(shù)據(jù)的流向2828PVST+的配置命令的配置命令2-1啟用生成樹命令啟用生成樹命令Switch（config）#spanning-tree vlan vlan-list指定根網(wǎng)橋指定根網(wǎng)橋Switch（config）#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-prioritySwitch（conf

23、ig）#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary 修改端口成本修改端口成本Switch（config-if）#spanning-tree vlan vlan-list cost cost修改端口優(yōu)先級(jí)修改端口優(yōu)先級(jí)Switch（config-if）#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority2929PVST+的配置命令的配置命令2-2配置速端口配置速端口Switch（config-if）#spanning-tree portfast查看生成樹的配置查看生成樹的配置Swi

24、tch#show spanning-tree查看某個(gè)查看某個(gè)VLAN的生成樹詳細(xì)信息的生成樹詳細(xì)信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail3030PVST+配置實(shí)例配置實(shí)例2-1需求描述需求描述兩臺(tái)交換機(jī)相連，配置兩臺(tái)交換機(jī)相連，配置PVST+負(fù)載均衡負(fù)載均衡pVLAN 1數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)從F0/24接口鏈路通過接口鏈路通過pVLAN 2數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)從F0/23接口鏈路通過接口鏈路通過VLAN 1 2VLAN 1 2VLAN 1的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋VLAN 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋SW1SW2F0/23F0/23F0/24F0/243131PVST+配置實(shí)例配置實(shí)例2-2需求描述需求描述三臺(tái)交換機(jī)相連，配置三臺(tái)交換機(jī)相連，配置PVST+負(fù)載均衡負(fù)載均衡pSW1成為成為VLAN 1的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋pSW2成為成為VLAN 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋pSW3上配置速端口（上配置速端口（F0/1F0/10）SW3F0/23F0/24F0/23SW2SW1F0/24F0/24F0/23VLAN 1 2VLAN 1的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋VLAN 2的根網(wǎng)橋