工程3項(xiàng)目3-2生成樹(shù)

1、生成樹(shù)技術(shù) 工程工程3 3項(xiàng)目項(xiàng)目3-23-2 第第21講講 冗余拓?fù)涑霈F(xiàn)的問(wèn)題冗余拓?fù)涑霈F(xiàn)的問(wèn)題-環(huán)路環(huán)路v減少單點(diǎn)故障，增加網(wǎng)絡(luò)可靠性v產(chǎn)生交換環(huán)路，會(huì)導(dǎo)致： 廣播風(fēng)暴 多幀復(fù)制 MAC地址表抖動(dòng)SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2文件服文件服務(wù)器務(wù)器廣播風(fēng)暴廣播風(fēng)暴v廣播信息在網(wǎng)絡(luò)中不停地轉(zhuǎn)發(fā)，直至導(dǎo)致交換機(jī)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，最終耗盡所有帶寬資源、阻塞全網(wǎng)通信 SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1廣播廣播廣播廣播主機(jī)主機(jī)A主機(jī)主機(jī)B多幀復(fù)制多幀復(fù)制v單播的數(shù)據(jù)幀被多次復(fù)制傳送到目的站點(diǎn) SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1單播單播單播單播主機(jī)主

2、機(jī)A主機(jī)主機(jī)BMACMAC地址表抖動(dòng)地址表抖動(dòng)v由于相同幀的拷貝在交換機(jī)的不同端口上被接收而引起的 MAC地址表不穩(wěn)定SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1單播單播單播單播主機(jī)主機(jī)A主機(jī)主機(jī)BF0/1：主機(jī)：主機(jī)AF0/2：主機(jī)：主機(jī)A？F0/1：主機(jī)：主機(jī)BF0/2：主機(jī)：主機(jī)B？環(huán)路問(wèn)題的解決環(huán)路問(wèn)題的解決主要鏈路正常時(shí)，斷開(kāi)備份鏈路主要鏈路出故障時(shí),自動(dòng)啟用備份鏈路生成樹(shù)協(xié)議概述生成樹(shù)協(xié)議概述vSTP（生成樹(shù)協(xié)議，Spanning-Tree Protocol）協(xié)議： 使冗余端口置于“阻塞狀態(tài)” 網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)在通信時(shí)，只有一條鏈路生效 當(dāng)這個(gè)鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，將處于“阻塞狀態(tài)”的端口

3、重新打開(kāi)，從而確保網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定可靠 SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2生成樹(shù)協(xié)議生成樹(shù)協(xié)議生成樹(shù)協(xié)議生成樹(shù)協(xié)議v生成樹(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn): IEEE 802.1d標(biāo)準(zhǔn)定義了STP IEEE 802.1w標(biāo)準(zhǔn)定義了RSTP IEEE 802.1s標(biāo)準(zhǔn)定義了MSTP生成樹(shù)協(xié)議基本概念與術(shù)語(yǔ)1網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU）2網(wǎng)橋號(hào)（Bridge ID）3根網(wǎng)橋（Root bridge）4指定網(wǎng)橋（Designated bridge）5根端口（Root port）6指定端口（Designated port）7非指定端口（NonDe

4、signated port）1BPDU（網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）（網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU），是），是STP中的中的“hello數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包”，每隔一定的時(shí)間間隔（每隔一定的時(shí)間間隔（2秒，可配置）發(fā)送，它在網(wǎng)橋之間交秒，可配置）發(fā)送，它在網(wǎng)橋之間交換信息。換信息。STP就是通過(guò)在交換機(jī)之間周期發(fā)送網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)就是通過(guò)在交換機(jī)之間周期發(fā)送網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（單元（BPDU）來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的環(huán)路，并通過(guò)阻塞有關(guān)端口來(lái)）來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的環(huán)路，并通過(guò)阻塞有關(guān)端口來(lái)斷開(kāi)環(huán)路的。斷開(kāi)環(huán)路的。2網(wǎng)橋號(hào)網(wǎng)橋號(hào)網(wǎng)橋號(hào)（網(wǎng)橋號(hào)（Bridge ID）用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)交換機(jī)，它由）用

5、于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)交換機(jī)，它由兩部分組成，兩部分組成，2字節(jié)優(yōu)先級(jí)和字節(jié)優(yōu)先級(jí)和6字節(jié)字節(jié)MAC組成。優(yōu)先級(jí)從組成。優(yōu)先級(jí)從0-65535，缺省為，缺省為32768。3根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋 具有最小網(wǎng)橋號(hào)的交換機(jī)將被選舉為根網(wǎng)橋，根網(wǎng)橋的所有具有最小網(wǎng)橋號(hào)的交換機(jī)將被選舉為根網(wǎng)橋，根網(wǎng)橋的所有端口都不會(huì)阻塞，并都處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。端口都不會(huì)阻塞，并都處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。生成樹(shù)協(xié)議基本術(shù)語(yǔ)4指定網(wǎng)橋指定網(wǎng)橋?qū)粨Q機(jī)連接的每一個(gè)網(wǎng)段，都要選出一個(gè)指定網(wǎng)橋，指定網(wǎng)橋?qū)粨Q機(jī)連接的每一個(gè)網(wǎng)段，都要選出一個(gè)指定網(wǎng)橋，指定網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的累計(jì)路徑花費(fèi)最小，由指定網(wǎng)橋收發(fā)本網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包。到根網(wǎng)橋的累計(jì)路徑花費(fèi)最小，由指定網(wǎng)橋

6、收發(fā)本網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包。5根端口根端口整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)根網(wǎng)橋，根網(wǎng)橋上的端口都是指定端口，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)根網(wǎng)橋，根網(wǎng)橋上的端口都是指定端口，而不是根端口，而在非根網(wǎng)橋上，需要選擇一個(gè)根端口。根端口是不是根端口，而在非根網(wǎng)橋上，需要選擇一個(gè)根端口。根端口是指從交換機(jī)到根網(wǎng)橋累計(jì)路徑花費(fèi)最小的端口，交換機(jī)通過(guò)根端指從交換機(jī)到根網(wǎng)橋累計(jì)路徑花費(fèi)最小的端口，交換機(jī)通過(guò)根端口與根網(wǎng)橋通信。根端口（口與根網(wǎng)橋通信。根端口（RP）設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。）設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。6指定端口指定端口每個(gè)非根網(wǎng)橋?yàn)槊總€(gè)連接的網(wǎng)段選出一個(gè)指定端口，一個(gè)網(wǎng)段的每個(gè)非根網(wǎng)橋?yàn)槊總€(gè)連接的網(wǎng)段選出一個(gè)指定端口，一個(gè)網(wǎng)段的指定端口指該網(wǎng)段

7、到根網(wǎng)橋累計(jì)路徑花費(fèi)最小的端口，根網(wǎng)橋上指定端口指該網(wǎng)段到根網(wǎng)橋累計(jì)路徑花費(fèi)最小的端口，根網(wǎng)橋上的端口都是指定端口。指定端口（的端口都是指定端口。指定端口（DP）設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。）設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。7非指定端口非指定端口除了根端口和指定端口之外的其他端口稱(chēng)為非指定端口，非指定除了根端口和指定端口之外的其他端口稱(chēng)為非指定端口，非指定端口將處于阻塞狀態(tài)，不轉(zhuǎn)發(fā)任何用戶(hù)數(shù)據(jù)。端口將處于阻塞狀態(tài)，不轉(zhuǎn)發(fā)任何用戶(hù)數(shù)據(jù)。生成樹(shù)協(xié)議基本術(shù)語(yǔ)生成樹(shù)協(xié)議的生成樹(shù)協(xié)議的BPDUBPDUv交換機(jī)或者網(wǎng)橋之間周期性地發(fā)送STP的橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Bridge Protocol Data Unit ，BPDU），用于實(shí)現(xiàn)ST

8、P的功能 每2秒發(fā)送一次的二層報(bào)文(數(shù)據(jù)幀) 組播發(fā)送，組播地址為：01-80-C2-00-00-00 所有支持STP協(xié)議的交換機(jī)都會(huì)接收并處理收到的BPDU報(bào)文生成樹(shù)協(xié)議格式BPDUBPDU的傳播的傳播(STP(STP實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法) )vSTP剛啟動(dòng)時(shí)，每臺(tái)交換機(jī)都認(rèn)為自己是根網(wǎng)橋，向外泛洪BPDUv當(dāng)交換機(jī)的一個(gè)端口收到高優(yōu)先級(jí)的BPDU（更小的Root BID或者更小的Root Path Cost等等）就在該端口保存這些信息，同時(shí)向所有端口更新并傳播信息v如果收到比自己低優(yōu)先級(jí)的BPDU，交換機(jī)就丟棄該信息 生成樹(shù)工作機(jī)制生成樹(shù)工作機(jī)制v BPDU傳播的最終結(jié)果： 網(wǎng)絡(luò)中選擇了一個(gè)交

9、換機(jī)為根網(wǎng)橋（Root Bridge） 每個(gè)交換機(jī)都計(jì)算到根網(wǎng)橋（Root Bridge）的最短路徑 除根網(wǎng)橋外的每個(gè)交換機(jī)都有一個(gè)根端口（Root Port），即提供最短路徑到Root Bridge的端口 每個(gè)LAN都有了指定交換機(jī)（Designated Bridge），位于該LAN與根交換機(jī)之間的最短路徑中指定交換機(jī)和LAN相連的端口稱(chēng)為指定端口（Designated port） 根端口（Roor port）和指定端口（Designated port）進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)Forwarding狀態(tài) 其他的冗余端口就處于阻塞狀態(tài)（Blocking）生成樹(shù)協(xié)議的工作過(guò)程switchAswitchCswitc

10、hB1、選舉根交換機(jī)（、選舉根交換機(jī)（RootBridge）BPDUBPDUBPDUA為根交換機(jī)2、所有非根交換機(jī)選擇一條到達(dá)根、所有非根交換機(jī)選擇一條到達(dá)根交換機(jī)的最短路徑交換機(jī)的最短路徑此為最短路徑此為最短路徑此為最短路徑此為最短路徑3、所有非根交換機(jī)產(chǎn)生一個(gè)根端口、所有非根交換機(jī)產(chǎn)生一個(gè)根端口4、每個(gè)、每個(gè)LAN確定指定端口確定指定端口5、將所有根端口和指定端口設(shè)為轉(zhuǎn)、將所有根端口和指定端口設(shè)為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)發(fā)狀態(tài)6、將其他端口設(shè)為阻塞狀態(tài)、將其他端口設(shè)為阻塞狀態(tài)1 根交換機(jī)選舉圖9-10 根網(wǎng)橋選舉1 根交換機(jī)的選擇v Bridge ID最小的交換機(jī)為根交換機(jī)；v Bridge ID：每個(gè)交

11、換機(jī)唯一的橋ID，由交換機(jī)優(yōu)先級(jí)和Mac地址組合而成；v 先比較交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)，交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)越小則Bridge ID就越小。v 交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)相等時(shí)，比較Mac地址，Mac地址越小則Bridge ID就越小。v 交換機(jī)優(yōu)先級(jí)可以由用戶(hù)設(shè)定，交換機(jī)的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)均為32768。其取值范圍為4096的整數(shù)倍，分別是（015）X4096，最小值為0，最大值為61440。2 選擇到根交換機(jī)的最短路徑v1、比較本交換機(jī)到達(dá)根交換機(jī)路徑的開(kāi)銷(xiāo)，選擇開(kāi)銷(xiāo)最小的路徑。 不同帶寬路徑的不同表示方法路徑值 帶寬 (short) (long) - 10Mbps 100 2000000 100Mbps 19 2000

12、00 1000Mbps 4 20000 2 選擇到根交換機(jī)的最短路徑2 選擇到根交換機(jī)的最短路徑假設(shè)SwA為根交換機(jī) 10019路徑開(kāi)銷(xiāo)為19SwBSwASwCSwDSwE10019381002 選擇到根交換機(jī)的最短路徑v2、如果路徑開(kāi)銷(xiāo)相同，則比較發(fā)送BPDU交換機(jī)的Bridge ID，小者優(yōu)先。Sw CSw DSw BSw A2 選擇到根交換機(jī)的最短路徑v3、如果發(fā)送者Bridge ID相同，即同一臺(tái)交換，則比較發(fā)送者交換機(jī)的port ID，小者優(yōu)先。Sw CSw DSw BSw Af0/1f0/2端口IDv端口ID的組成端口優(yōu)先級(jí)端口優(yōu)先級(jí)端口編號(hào)端口編號(hào)8位位8位位取值范圍：取值范圍：

13、0 255缺省值：缺省值：1282 選擇到根交換機(jī)的最短路徑v4、如果發(fā)送者Port ID相同，則比較接收者的portID7 61Sw DSw CSw ASw BHUB823 根端口選舉圖9-11 根端口選舉如何決定如何決定BPDUBPDU配置消息的優(yōu)劣配置消息的優(yōu)劣v 比較RID(Root Bridge ID)，確定網(wǎng)絡(luò)同步。v RID相同，比較Path Cost（到根橋距離），越小越優(yōu)。v RID/Path Cost相同，比較指定橋的BID (Designated Bridge ID)，越小越優(yōu)。v RID/Path Cost/DBID相同，比較指定端口的ID (Designated Po

14、rt ID)，越小越優(yōu)。哪邊更優(yōu)？哪邊更優(yōu)？BPDUBPDU選擇根端口的依據(jù)v在非根網(wǎng)橋上選擇一個(gè)到根網(wǎng)橋最近的端口作為根端口。v選擇根端口的依據(jù)是： 根路徑成本最低的端口 發(fā)送BPDU的網(wǎng)橋ID最小 發(fā)送BPDU的端口ID最小 接收BPDU的的端口ID最小根路徑成本v根路徑成本是網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑上所有鏈路的成本之和Root Bridge路徑成本：路徑成本：19路徑成本：路徑成本：100CBAPort 1C的的Port 1根路徑成本根路徑成本19100119100MSTP選擇根端口舉例v在非根橋上， 選擇一個(gè)根端口（RP）ABC優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：4096MAC地址：地址： 000d.2800.

15、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.b102Root Bridge下一步：選擇指定端口下一步：選擇指定端口100M100MRoot PortRoot Port在在B和和C上，到達(dá)上，到達(dá)A最近的端口是最近的端口是B和和C的根端口的根端口4. 選擇指定端口v在每個(gè)網(wǎng)段上，選擇1個(gè)指定端口 網(wǎng)橋的端口發(fā)送的BPDU配置消息較接收的BPDU配置消息更優(yōu)，則端口為指定端口。 根橋上的端口全是指定端口 非根橋上的指定端口： 根路徑成本最低 端口所在的網(wǎng)橋的ID值較小 端口ID值較小STP選擇指

16、定端口舉例v在每個(gè)網(wǎng)段選擇1個(gè)指定端口（DP）100MABC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.b102Root Bridge100M100MRoot Port這個(gè)端口既不是根端這個(gè)端口既不是根端口，也不是指定端口，口，也不是指定端口，STP將這個(gè)端口阻塞將這個(gè)端口阻塞（Block）在這個(gè)網(wǎng)段上，在這個(gè)網(wǎng)段上，B的的網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID較小，所以較小，所以B上的端口為指定端口上的端口為指定端口DPDPDP根網(wǎng)橋上的端口根網(wǎng)橋上的

17、端口都是指定端口都是指定端口STPSTP的工作過(guò)程的工作過(guò)程v第一步：選舉一個(gè)根網(wǎng)橋；v第二步：在每個(gè)非根網(wǎng)橋上選舉一個(gè)根端口；v第三步：在每個(gè)網(wǎng)段上選舉一個(gè)指定端口；v第四步：阻塞非根、非指定端口。選舉根網(wǎng)橋選舉根網(wǎng)橋v依據(jù)網(wǎng)橋ID選舉根網(wǎng)橋，ID值最小者當(dāng)選v根網(wǎng)橋每2s發(fā)送一次BPDUSW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge選舉根端口選舉根端口v在非根交換機(jī)上選舉根端口v選舉依

18、據(jù)： 根路徑成本最小 發(fā)送網(wǎng)橋ID最小 發(fā)送端口ID最小SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge選舉指定端口選舉指定端口v每個(gè)網(wǎng)段中選取一個(gè)指定端口 v用于向根交換機(jī)發(fā)送流量和從根交換機(jī)接收流量v選舉依據(jù)： 根路徑成本最小 所在交換機(jī)的網(wǎng)橋ID最小 端口ID最小SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768

19、.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge阻塞非根非指定端口阻塞非根非指定端口v阻塞非根、非指定的端口，形成邏輯上無(wú)環(huán)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge5 生成樹(shù)協(xié)議的端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換5 生成樹(shù)協(xié)議的端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換vBlocking或Discarding(阻塞) 接收BPDU，不學(xué)習(xí)

20、MAC地址，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀vListening(偵聽(tīng)) 接收BPDU,不學(xué)習(xí)MAC地址，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，但交換機(jī)向其他交換機(jī)通告該端口，參與選舉根端口或指定端口vLearning（學(xué)習(xí)） 接收BPDU,學(xué)習(xí)MAC地址，以擴(kuò)散flooding的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀vForwarding（轉(zhuǎn)發(fā)） 正常轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀5 生成樹(shù)協(xié)議生成樹(shù)協(xié)議的端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間的端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間BlockingListeninglearningForwarding20秒最大生存時(shí)間15秒轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)15秒轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)v生成樹(shù)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（默認(rèn)值是50秒左右）穩(wěn)定之后，所有端口要么進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，要么進(jìn)入阻塞狀態(tài)。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)例：一公司的

21、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示，為了避免網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，在該交換網(wǎng)絡(luò)中啟用生成樹(shù)協(xié)議，交換機(jī)A、B、C、D的優(yōu)先級(jí)及MAC地址如圖所示，交換機(jī)之間均采用100M雙絞線(xiàn)連接。根據(jù)生成樹(shù)協(xié)議的工作原理，請(qǐng)問(wèn)：（1）交換機(jī)A、B、C、D哪一個(gè)為根交換機(jī)，為什么？（2）拓?fù)鋱D中哪些端口為根端口，并用符號(hào)“”標(biāo)出；（3）拓?fù)鋱D中哪些端口為指定端口，并用符號(hào)“”標(biāo)出；（4）拓?fù)鋱D中哪些端口為阻塞端口，并用符號(hào)“”標(biāo)出。DCABBID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100M100M100MBID：32768000d.2800.b100BID：32768

22、000d.2805.c100思考題思考題DPDPRPl問(wèn)題1：哪個(gè)端口將被阻斷？l問(wèn)題2：如果所有的PathCost都相同，哪個(gè)端口將被阻斷？快速生成樹(shù)協(xié)議vRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol） 對(duì)STP的補(bǔ)充，在物理拓?fù)渥兓蚺渲脜?shù)發(fā)生變化時(shí)，能夠顯著地減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹匦率諗繒r(shí)間 v定義了2種新增加的端口角色，用于取代阻塞端口 替代（alternate）端口AP：為根端口到根網(wǎng)橋的連接提供了替代路徑 備份（backup）端口BP：提供了到達(dá)同段網(wǎng)絡(luò)的備份路徑 Root BridgeDPDPRPAPDPBPv 3種端口狀態(tài)丟棄（discarding）、學(xué)習(xí)（l

23、earning）和轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding） 運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)STP端口狀態(tài)端口狀態(tài)RSTP端口狀態(tài)端口狀態(tài)在活動(dòng)的拓?fù)湓诨顒?dòng)的拓?fù)渲惺欠癜酥惺欠癜藸顟B(tài)狀態(tài)DisabledDisabledDiscarding否EnabledBlockingDiscarding否EnabledListeningDiscarding否EnabledLearningLearning是EnabledForwardingForwarding是v 增加2個(gè)變量，用于主動(dòng)地將端口立即轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)： 邊緣端口：指連接終端的端口 連接類(lèi)型：根據(jù)端口的雙工模式來(lái)確定，全雙工操作的端口為點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，可以實(shí)現(xiàn)快速收斂 v

24、 BPDU的傳播機(jī)制改變： 非根網(wǎng)橋即使沒(méi)有收到根網(wǎng)橋發(fā)來(lái)的BPDU，也會(huì)每隔2s發(fā)送一次BPDU 如果連續(xù)3個(gè)hello time里沒(méi)有收到鄰居發(fā)來(lái)的BPDU，則認(rèn)為連接故障v 拓?fù)渥兏臋C(jī)制改變3.3 RSTP的優(yōu)點(diǎn)v 為根端口和指定端口設(shè)置了快速切換用的替換端口（Alternate Port）和備份端口（Backup Port）兩種角色 v 在只連接了兩個(gè)交換端口的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路中，指定端口只需與下游網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手就可以無(wú)時(shí)延地進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài) v 邊緣端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時(shí) 3.3 STP與RSTP的兼容性v RSTP協(xié)議與STP協(xié)議完全兼容v RSTP協(xié)議根據(jù)收到的BPD

25、U版本號(hào)來(lái)自動(dòng)判斷與之相連的交換機(jī)支持STP協(xié)議還是RSTP協(xié)議 3.4 Spanning Tree配置項(xiàng)目項(xiàng)目缺省值缺省值Enable StateDisable，不打開(kāi)STPSTP Priority32768STP Port Priority128STP Port cost根據(jù)端口速率自動(dòng)判斷，默認(rèn)長(zhǎng)整型Hello Time2sForward-delay Time15sMax-age Time20sLink Type根據(jù)端口雙工狀態(tài)自動(dòng)判斷3.4.1 Spanning Tree的缺省配置v恢復(fù)缺省配置 Switch(config)# spanning-tree reset v打開(kāi)、關(guān)閉STP

26、 Switch(config)# spanning-tree Switch(config)# no spanning-tree注意：銳捷交換機(jī)默認(rèn)關(guān)閉spanning treev修改生成樹(shù)協(xié)議的類(lèi)型修改生成樹(shù)協(xié)議的類(lèi)型 Switch(config)#spanning-tree mode mstp|stp|rstp 注意：默認(rèn)為MSTPv配置交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)配置交換機(jī)的優(yōu)先級(jí) Switch(config)#spanning-tree priority 注意：網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)配置只能為4096的倍數(shù)v配置端口的優(yōu)先級(jí)配置端口的優(yōu)先級(jí) Switch(config-if)#spanning-tree port

27、-priority 注意：端口優(yōu)先級(jí)配置只能為16的倍數(shù)v配置端口的路徑成本配置端口的路徑成本 Switch(config-if)#spanning-tree cost cost v配置端口路徑成本的默認(rèn)計(jì)算方法配置端口路徑成本的默認(rèn)計(jì)算方法 Switch(config)#spanning-tree path-cost method long|short 注意：默認(rèn)值為長(zhǎng)整型（long） 接口速率接口速率端口類(lèi)型端口類(lèi)型IEEE 802.1dIEEE 802.1t10M普通端口1002000000Aggregate Link951900000100M普通端口19200000Aggregate

28、Link181900001000M普通端口420000Aggregate Link319000v配置配置Hello Time、Forward-delay Time和和Max-age Time Switch(config)#spanning-tree hello-time|forward-time|max-age secondsv 配置鏈路類(lèi)型配置鏈路類(lèi)型 Switch(config-if)#spanning-tree link-type point-to-poin|sharedv查看生成樹(shù)的配置查看生成樹(shù)的配置 Switch#show spanning-tree Switch#show spa

29、nning-tree interface interface-idPVST（按VLAN生成樹(shù)）vPVST是Cisco私有的，為每個(gè)VLAN構(gòu)造一棵生成樹(shù)VLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3v配置網(wǎng)絡(luò)中比較穩(wěn)定的交換機(jī)為根網(wǎng)橋v利用PVST實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)PVST在實(shí)際中的應(yīng)用V1V10VLAN 1 5的的根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋VLAN 610 的的根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋V1V10V1V10VLAN 15的根端口的根端口VLAN 15數(shù)據(jù)的流向數(shù)據(jù)的流向VLAN 610的根端口的根端口VLAN 610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)PVST的配置命令v啟用生成樹(shù)Switch(con

30、fig)#spanning-tree vlan vlan-list v設(shè)置根網(wǎng)橋Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondaryv修改網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority設(shè)置為根網(wǎng)橋后，設(shè)置為根網(wǎng)橋后，優(yōu)先級(jí)變成優(yōu)先級(jí)變成24576優(yōu)先級(jí)的值為優(yōu)先級(jí)的值為4096的倍數(shù)的倍數(shù)PVST的配置命令v修改端口成本Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list

31、 cost costv修改端口優(yōu)先級(jí)Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priorityv配置上行速鏈路Switch(config)#spanning-tree uplinkfastv配置端口速鏈路Switch(config-if)#spanning-tree portfastPVST配置的查看v查看生成樹(shù)的配置Switch#show spanning-treev查看某個(gè)VLAN的生成樹(shù)詳細(xì)信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detailPVST配置實(shí)例CABDP

32、ort 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2232768.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140缺省情況下的缺省情況下的STPRoot BridgeBlock希望的配置結(jié)果希望的配置結(jié)果Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 1- 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋Vlan 3- 4的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋PVST配置實(shí)例v配置SwA為VLAN 1和2的根網(wǎng)橋SwA(config)#spanning-tree v

33、lan 1 root primarySwA(config)#spanning-tree vlan 2 root primaryv配置SwB在VLAN 3和4中優(yōu)先級(jí)為4096SwB(config)#spanning-tree vlan 3 priority 4096SwB(config)#spanning-tree vlan 4 priority 4096PVST配置實(shí)例v查看配置結(jié)果SwB# show spanning-treeVLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 24577 Address 000d.28

34、bf.4b40 Cost 19 Port 24 (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 0013.6007.6a00 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn

35、 BLK 19 128.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p 根網(wǎng)橋的信息根網(wǎng)橋的信息自己的信息自己的信息本地接口的信息本地接口的信息VLAN 1的根網(wǎng)橋?yàn)榈母W(wǎng)橋?yàn)镾wA，優(yōu)先級(jí)為，優(yōu)先級(jí)為24576VLAN ID端口端口22和和23阻塞，阻塞，24為根端口為根端口VLAN 2的生成樹(shù)信息的生成樹(shù)信息PVST配置實(shí)例VLAN0002 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 24578 Address 000d.28bf.4b40 C

36、ost 19 Port 24 (FastEthernet0/24) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32770 (priority 32768 sys-id-ext 2) Address 0013.6007.6a00 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn BLK 19 1

37、28.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p PVST配置實(shí)例CDPort 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2224576.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140VLAN 1-2的邏輯拓樸的邏輯拓樸Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 1- 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋BAPVST配置實(shí)例v查看配置結(jié)果

38、（VLAN 3 4)SwA#show spanning-tree VLAN0003 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 4099 Address 0013.6007.6a00 Cost 19 Port 24 (FastEthernet0/24) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32771 (priority 32768 sys-id-ext 3) Address 000d.28bf.4b40 Hello Time

39、2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn BLK 19 128.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p VLAN 4的生成樹(shù)信息的生成樹(shù)信息PVST配置實(shí)例VLAN0004 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 4100 Address 0013.

40、6007.6a00 Cost 19 Port 24 (FastEthernet0/24) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32772 (priority 32768 sys-id-ext 4) Address 000d.28bf.4b40 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Al

41、tn BLK 19 128.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p PVST配置實(shí)例CDPort 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2232768.000d.28bf.4b404096.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140VLAN 3-4的邏輯拓樸的邏輯拓樸Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 3- 4的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋BAPVST配

42、置實(shí)例v配置交換機(jī)C上連接主機(jī)的端口為速端口SwC(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 20SwC(config-if-range)#spanning-tree portfast%Warning: portfast should only be enabled on ports connected to a single host. Connecting hubs, concentrators, switches, bridges, etc. to this interface when portfast is enabled, can cau

43、se temporary bridging loops. Use with CAUTION%Portfast will be configured in 20 interfaces due to the range command but will only have effect when the interfaces are in a non-trunking mode.PVST配置實(shí)例v在交換機(jī)C上配置上行速鏈路SwC(config)#spanning-tree uplinkfast PVST配置實(shí)例v 配置了上行速鏈路后查看生成樹(shù)信息SwC#show spanning-tree VLA

44、N0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 24577 Address 000d.28bf.4b40 Cost 3019 Port 23 (FastEthernet0/23) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 49153 (priority 49152 sys-id-ext 1) Address 000d.2861.b100 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Dela

45、y 15 sec Aging Time 300 Uplinkfast enabledInterface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn BLK 3019 128.22 P2p Fa0/23 Root FWD 3019 128.23 P2p 根路徑成本增加了根路徑成本增加了3000網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)變成了網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)變成了49152端口端口22從轉(zhuǎn)發(fā)變?yōu)閺霓D(zhuǎn)發(fā)變?yōu)樽枞丝诘穆窂匠勺枞?，端口的路徑成本為本?019STP配置演示配置演示多多VLAN生成樹(shù)生成樹(shù)VLAN 20VLAN 10Backup狀態(tài)m左邊鏈路的端口處于左邊鏈路的端口處

46、于fordwarding狀態(tài)狀態(tài)m右邊鏈路的端口為右邊鏈路的端口為backup狀態(tài)狀態(tài)m所有數(shù)據(jù)都從左邊鏈路所有數(shù)據(jù)都從左邊鏈路走走,無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷10,20,3010,3020,3010,2010203010,30傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷10,20,3010,3020,3010,2010203010,30VLAN 10和和30的的所有上行端口都所有上行端口都是阻塞狀態(tài)是阻塞狀態(tài)傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷傳統(tǒng)生成樹(shù)的的缺陷多生成樹(shù)協(xié)議基本思想多生成樹(shù)協(xié)議基本思想v多生成樹(shù)協(xié)議（Multiple Spanning Tree Protoco

47、l） 802.1s幾番修訂，提出了幾番修訂，提出了VLAN和生成樹(shù)之間的和生成樹(shù)之間的“映射映射”思想。思想。 一個(gè)或若干個(gè)一個(gè)或若干個(gè)VLAN可以映射到同一棵生成樹(shù)，但是每個(gè)可以映射到同一棵生成樹(shù)，但是每個(gè)VLAN只能在一棵生成樹(shù)里。只能在一棵生成樹(shù)里。 一個(gè)交換機(jī)可以跑多個(gè)生成樹(shù)，為了區(qū)分，每一個(gè)生成樹(shù)一個(gè)交換機(jī)可以跑多個(gè)生成樹(shù)，為了區(qū)分，每一個(gè)生成樹(shù)叫做一個(gè)叫做一個(gè)MSTI（多生成樹(shù)實(shí)例）。（多生成樹(shù)實(shí)例）。 實(shí)例就是多個(gè)實(shí)例就是多個(gè)VLAN的一個(gè)集合，通過(guò)多個(gè)的一個(gè)集合，通過(guò)多個(gè)VLAN捆綁到捆綁到一個(gè)實(shí)例中去的方法可以節(jié)省通信開(kāi)銷(xiāo)和資源占用率。一個(gè)實(shí)例中去的方法可以節(jié)省通信開(kāi)銷(xiāo)和資源

48、占用率。 “域域”的概念提出是一種抽象思想，把幾個(gè)交換機(jī)和其間的概念提出是一種抽象思想，把幾個(gè)交換機(jī)和其間的網(wǎng)段抽象成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。的網(wǎng)段抽象成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 802.1s d9：“MSTI的狀態(tài)機(jī)和的狀態(tài)機(jī)和RSTP一致一致”l幾個(gè)幾個(gè)MSTP的常用概念的常用概念MSTP多生成樹(shù)協(xié)議多生成樹(shù)協(xié)議MST RegionMST區(qū)域區(qū)域MSTI多生成樹(shù)實(shí)例多生成樹(shù)實(shí)例IST內(nèi)部生成樹(shù)內(nèi)部生成樹(shù)CST公共生成樹(shù)公共生成樹(shù)CIST公共和內(nèi)部生成樹(shù)公共和內(nèi)部生成樹(shù)SST單生成樹(shù)單生成樹(shù)MSTP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念MSTP區(qū)域區(qū)域（MST region）： 域由域名、修訂級(jí)別、VLAN與實(shí)例的映射關(guān)系組成，只有

49、三者都一樣的互聯(lián)的交換機(jī)才認(rèn)為在同一個(gè)域內(nèi)。 域名（Region name）：用32字節(jié)長(zhǎng)的字符串來(lái)標(biāo)志MST region的名稱(chēng)。 修正號(hào)（Revision number）：用16比特長(zhǎng)的修正值來(lái)標(biāo)志修正號(hào)。 同一個(gè)MST區(qū)域的交換機(jī)的域名、修正號(hào)和Vlan到實(shí)例的映射關(guān)系必須相同。Vlan到到MST實(shí)例的映射：實(shí)例的映射： 在每臺(tái)交換機(jī)里，最多可以創(chuàng)建64個(gè)MST實(shí)例，編號(hào)從1-64，Instance 0是強(qiáng)制存在的。 在交換機(jī)上可以通過(guò)配置將Vlan和不同的Instance進(jìn)行映射，沒(méi)有被映射到MST實(shí)例的Vlan默認(rèn)屬于Instance 0。 在配置映射關(guān)系之前，交換機(jī)上所有的Vlan

50、都屬于Instance 0。MSTPMSTP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念vMSTI：多生成樹(shù)實(shí)例（：多生成樹(shù)實(shí)例（Multiple Spanning Tree Instance） 每個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)或一組VLAN 每個(gè)VLAN只能對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)例（映射） 每個(gè)交換機(jī)可以運(yùn)行多個(gè)實(shí)例 沒(méi)有配置VLAN與實(shí)例的映射關(guān)系時(shí)，所有VLAN映射到實(shí)例0 實(shí)例是“MST域” 內(nèi)的概念MSTP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念MSTP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念vIST：內(nèi)部生成樹(shù)（：內(nèi)部生成樹(shù)（Internal Spanning Tree ） 對(duì)于每個(gè)“域”而言的，保證了每個(gè)域的連通性。 內(nèi)部生成樹(shù)是多生成樹(shù)的一個(gè)特殊實(shí)例（在域

51、中的instance ID= 0的特殊MSTI）。這個(gè)實(shí)例做為CIST的一部分不管配置與否永遠(yuǎn)存在。vCST：公共生成樹(shù)（：公共生成樹(shù)（Common Spanning Tree） 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里的一棵“大”的樹(shù)結(jié)構(gòu) 每個(gè)域在CST中只是一個(gè)節(jié)點(diǎn) 是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的宏觀拓?fù)銶STP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念vCIST：公共和內(nèi)部生成樹(shù)（：公共和內(nèi)部生成樹(shù)（Common And Internal Spanning Tree ） 由CST和IST構(gòu)成 每個(gè)IST可以看作是CIST在每個(gè)域中的“樹(shù)狀片斷” 是由所有IST，STP交換機(jī)和RSTP交換機(jī)組成的一棵貫穿整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)。vSST：?jiǎn)紊蓸?shù)（：?jiǎn)紊蓸?shù)（Si

52、ngle Spanning Tree） 運(yùn)行STP/RSTP的交換機(jī)，只能有一個(gè)生成樹(shù)，叫做SST?；蛘?，某交換機(jī)自己一個(gè)域，事實(shí)上也是單生成樹(shù) 本質(zhì)上，RSTP/STP都可以看作是交換機(jī)獨(dú)自一個(gè)域且僅有一個(gè)MSTI，這時(shí)IST和MSTI的拓?fù)涫侵睾系?。CSTISTCISTMSTP協(xié)議基本概念協(xié)議基本概念MSTP的基本配置包括啟用的基本配置包括啟用MSTP，配置，配置MSTP區(qū)域，配置區(qū)域，配置Vlan與生成樹(shù)實(shí)與生成樹(shù)實(shí)例的映射關(guān)系。例的映射關(guān)系。 1、啟用、啟用MSTP 全局配置模式下：全局配置模式下：spanning-tree mode mstp 2、進(jìn)入、進(jìn)入mstp配置模式：配置模式

53、： spanning-tree mst configuration 3、在交換機(jī)上配置、在交換機(jī)上配置Vlan與生成樹(shù)示例的映射關(guān)系：與生成樹(shù)示例的映射關(guān)系： instance instance-id vlan vlan-range 4、配置、配置MST區(qū)域的配置名稱(chēng)：區(qū)域的配置名稱(chēng)： name name （取值范圍1-32個(gè)字符的字符串） 5、配置、配置MST區(qū)域的修正號(hào)：區(qū)域的修正號(hào)： revision number （取值范圍0-65535）MSTP基本配置基本配置MSTP的負(fù)載均衡，關(guān)鍵是要為不同的生成樹(shù)實(shí)例選舉出不同的根交換機(jī)。的負(fù)載均衡，關(guān)鍵是要為不同的生成樹(shù)實(shí)例選舉出不同的根交換

54、機(jī)。 SWA Regio RootSWCVLAN1VLAN2SWASWCVLAN1VLAN2VLAN1SWBVLAN1VLAN2VLAN2SWB Regio RootSWBSWCSWAMSTI 1MSTI 2MSTP負(fù)載均衡負(fù)載均衡交換機(jī)交換機(jī)A：Configure terminalSpanning-tree mode mstpSpanning-tree mst 1 priority 4096Spanning-tree mstp configurationInstance 1 vlan 1Instance 2 vlan 2Name abcRevision 1ExitMSTP配置示例配置示例交換機(jī)交換機(jī)B：Configure terminalSpanning-tree mode mstpSpanning-tree mst 2 priority 4096Spanning-tree mstp configurationInstance 1 vlan 1Instance 2 vlan 2Name abcRevision 1ExitMSTP配置示例配置示例交換機(jī)交換機(jī)C：Configure te