stp技术详解课件

STP协议1学习目标能够通过配置交换机的网桥优先级，来选择合适的根网桥，使网络的整体稳定性提高能够通过PVST的配置实现交换网络的负载分担理解STP的工作原理了解PVST与CST的区别掌握PVST的配置命令能够正确的配置上行速链路和速端口能够配置EthernetChannel2本章结构STP协议STP的功能EthernetChannelSTP的工作原理PVST防止广播风暴算法BPDU包生成树端口的状态工作原理配置交换机工作原理根据MAC地址表转发数据帧，如果地址未知，则广播ABaabbA查MAC地址表，目的地址在表中不存在A广播这个数据帧C4广播风暴的产生当网络中存在物理环路，会产生广播风暴AaabbBCA查MAC地址表，目标地址在表中不存在，A广播这个帧B与C查MAC地址表，未知目标地址，B与C广播该帧形成双向广播环，广播永远不会停止，产生广播风暴广播风暴最终会导致网络资源耗尽，交换机死机！5STP协议介绍STP－SpanningTreeProtocol（生成树协议）逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用ABC6STP的算法STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：选择根网桥（RootBridge）选择根端口（RootPorts）选择指定端口（DesignatedPorts）网桥是交换机的前身，由于STP是在网桥基础上开发的，因此现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语第一步：选择根网桥7选择根网桥的依据网桥ID（BID）网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥网桥优先级网桥的MAC地址2字节6字节取值范围：0～65535缺省值：32768选择根网桥的目的是为了给将生成的树形结构确定一个树根8STP选择根网桥举例根据网桥ID选择根网桥ABC优先级：4096

MAC地址：000d.2800.b100优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b101优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b102RootBridge下一步：选择根端口以本拓朴为例，介绍STP的计算过程9选择根端口的依据在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口选择根端口的依据是：根路径成本最低直连的网桥ID最小端口ID最小10根路径成本根路径成本－是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和RootBridge路径成本：19路径成本：100CBAPort1C的Port1根路径成本＝19＋100＝11911路径成本路径成本根据链路带宽的高低规定链路带宽（Mb/s）路径成本10100166245391001915514622610004100002端口ID端口ID的组成

端口优先级

端口编号

8位8位取值范围：0～255缺省值：12813STP选择根端口举例在非根桥上，选择一个根端口（RP）100MABC优先级：4096

MAC地址：000d.2800.b100优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b101优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b102RootBridge下一步：选择指定端口100M100MRootPortRootPort在B和C上，到达A最近的端口是B和C的根端口14选择指定端口的依据在每个网段上，选择1个指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口：根路径成本最低端口所在的网桥的ID值较小端口ID值较小15STP选择指定端口举例在每个网段选择1个指定端口（DP）100MABC优先级：4096

MAC地址：000d.2800.b100优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b101优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b102RootBridge100M100MRootPort这个端口既不是根端口，也不是指定端口，STP将这个端口阻塞（Block）在这个网段上，B的网桥ID较小，所以B上的端口为指定端口DPDPDP根网桥上的端口都是指定端口16STP计算结果经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴100MABC优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b101优先级：32768

MAC地址：000d.2800.b102100M优先级：4096

MAC地址：000d.2800.b100备份线路17STP举例DCABBID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100M100M100MRootBridgeRPRPRPDPDPDPBlock18经过STP计算后的逻辑拓朴DCABBID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100MRootBridge19BPDU（桥协议数据单元）交换机之间使用BPDU来交换STP信息BPDUBridgeProtocolDataUnit－桥协议数据单元使用组播发送BPDU，组播地址为：01-80-c2-00-00-00BPDU分为2种类型：配置BPDU－用于生成树计算拓朴变更通告（TCN）BPDU－用于通告网络拓朴的变化有没有想过，交换机怎么知道其他交换机的网桥ID？怎么知道哪个端口的根路径成本最小？20BPDU包含的关键字段字段字节作用协议ID2版本号1报文类型1标识是配置BPDU还是TCNBPDU标记域1根网桥ID8用于通告根网桥的ID根路径成本4说明这个BPDU从根传输了多远发送网桥ID8发送这个BPDU网桥的ID端口ID2发送报文的端口的ID报文老化时间2计时器值，用于说明生成树用多长时间完称它的每项功能最大老化时间2访问时间2转发延迟2STP使用BPDU选择根网桥2-1交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥ID字段填写自己的网桥ID100M100MAC网桥ID：

32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID：

4096.000d.2800.b100字段值根网桥ID32768.000d.2800.b101根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxxB100M22STP使用BPDU选择根网桥2-2当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中100M100M100MAC字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID4096.000d.2800.b100端口IDxxxx100MA字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxxB100M网桥ID：

32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID：

4096.000d.2800.b100当全网所有的交换机接收到全部的BPDU并作比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥23STP使用BPDU计算根路径成本2-1根网桥发送根路径成本为0的BPDU100M100M100MAC字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID4096.000d.2800.b100端口IDxxxxAB100MRootBridge网桥ID：

32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID：

4096.000d.2800.b10024STP使用BPDU计算根路径成本2-2其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发RootBridgeA100M100M100MAC字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本19发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100MB交换机保存接口的根路径成本到内存中网桥ID：

32768.000d.2800.b101网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥ID：

4096.000d.2800.b10025生成树端口的状态状态用途转发（Forwarding）发送和接收用户数据学习（Learning）构建网桥表侦听（Listening）构建“活动”拓朴阻塞（Blocking）只接收BPDU禁用（Disable）强制关闭交换机端口的5种STP状态生成树计时器20秒20秒15秒35秒15秒50秒阻断倾听转发学习最大寿命转发延迟转发延迟交换机开机需要等待30秒时间开始转发数据当某个正在使用的链路断掉，阻塞的端口需要50秒时间开始转发数据27阶段总结如何确定哪些端口被block，哪些端口的状态为forward选举根网桥选举根端口选举指定端口生成树端口的状态生成树计时器28VLAN与STPVLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3标准的生成树协议（CST）不考虑VLAN经过STP计算，会有一条链路被断开29PVST（按VLAN生成树）PVST是Cisco私有的，为每个VLAN构造一棵生成树VLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3PVST+PVST+区域PVST区域CST区域PVST＋Cisco私有可以与CST互操作用来连接PVST与CST区域31PVST的配置生成树自动运行，为什么还要进行配置？32PVST在实际中的应用配置网络中比较稳定的交换机为根网桥利用PVST实现网络的负载分担V1－V10VLAN1－5的根网桥VLAN6－10的根网桥V1－V10V1－V10VLAN1－5的根端口VLAN1－5数据的流向VLAN6－10的根端口VLAN6－10数据的流向接入交换机33PVST的配置命令2-1启用生成树Switch(config)#spanning-treevlanvlan-list设置根网桥Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listrootprimary|secondary修改网桥的优先级Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listpriorityBridge-priority设置为根网桥后，优先级变成24576优先级的值为4096的倍数34PVST的配置命令2-2修改端口成本Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan-listcostcost修改端口优先级Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan-listport-prioritypriority配置上行速链路Switch(config)#spanning-treeuplinkfast配置端口速链路Switch(config-if)#spanning-treeportfast35PVST配置的查看查看生成树的配置Switch#showspanning-tree查看某个VLAN的生成树详细信息Switch#showspanning-treevlanvlan-iddetail36PVST配置实例11-1CABDPort24Port24Port23Port23Port22Port23Port23Port22Port22Port2232768.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140缺省情况下的STPRootBridgeBlock希望的配置结果Vlan1-4Vlan1-4Vlan1-2的根网桥Vlan3-4的根网桥37PVST配置实例11-2配置SwA为VLAN1和2的根网桥SwA(config)#spanning-treevlan1rootprimarySwA(config)#spanning-treevlan2rootprimary配置SwB在VLAN3和4中优先级为4096SwB(config)#spanning-treevlan3priority4096SwB(config)#spanning-treevlan4priority409638PVST配置实例11-3查看配置结果SwB#showspanning-treeVLAN0001SpanningtreeenabledprotocolieeeRootIDPriority24577Address000d.28bf.4b40Cost19Port24(FastEthernet0/24)HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secBridgeIDPriority32769(priority32768sys-id-ext1)Address0013.6007.6a00HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secAgingTime300InterfaceRoleStsCostPrio.NbrType------------------------------------------------------------------------Fa0/22AltnBLK19128.22P2pFa0/23AltnBLK19128.23P2pFa0/24RootFWD19128.24P2p根网桥的信息自己的信息本地接口的信息VLAN1的根网桥为SwA，优先级为24576＋VLANID端口22和23阻塞，24为根端口VLAN2的生成树信息39PVST配置实例11-4VLAN0002SpanningtreeenabledprotocolieeeRootIDPriority24578Address000d.28bf.4b40Cost19Port24(FastEthernet0/24)HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secBridgeIDPriority32770(priority32768sys-id-ext2)Address0013.6007.6a00HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secAgingTime300InterfaceRoleStsCostPrio.NbrType------------------------------------------------------------------------Fa0/22AltnBLK19128.22P2pFa0/23AltnBLK19128.23P2pFa0/24RootFWD19128.24P2p40PVST配置实例11-5CDPort24Port24Port23Port23Port22Port23Port23Port22Port22Port2224576.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140VLAN1-2的逻辑拓朴Vlan1-4Vlan1-4Vlan1-2的根网桥BA41PVST配置实例11-6查看配置结果（VLAN3－4)SwA#showspanning-tree

VLAN0003SpanningtreeenabledprotocolieeeRootIDPriority4099Address0013.6007.6a00Cost19Port24(FastEthernet0/24)HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secBridgeIDPriority32771(priority32768sys-id-ext3)Address000d.28bf.4b40HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secAgingTime300InterfaceRoleStsCostPrio.NbrType------------------------------------------------------------------------Fa0/22AltnBLK19128.22P2pFa0/23AltnBLK19128.23P2pFa0/24RootFWD19128.24P2pVLAN4的生成树信息42PVST配置实例11-7VLAN0004SpanningtreeenabledprotocolieeeRootIDPriority4100Address0013.6007.6a00Cost19Port24(FastEthernet0/24)HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secBridgeIDPriority32772(priority32768sys-id-ext4)Address000d.28bf.4b40HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secAgingTime300InterfaceRoleStsCostPrio.NbrType------------------------------------------------------------------------Fa0/22AltnBLK19128.22P2pFa0/23AltnBLK19128.23P2pFa0/24RootFWD19128.24P2p43PVST配置实例11-8CDPort24Port24Port23Port23Port22Port23Port23Port22Port22Port2232768.000d.28bf.4b404096.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140VLAN3-4的逻辑拓朴Vlan1-4Vlan1-4Vlan3-4的根网桥BA44PVST配置实例11-9配置交换机C上连接主机的端口为速端口SwC(config)#interfacerangefastEthernet0/1-20SwC(config-if-range)#spanning-treeportfast%Warning:portfastshouldonlybeenabledonportsconnectedtoasinglehost.Connectinghubs,concentrators,switches,bridges,etc...tothisinterfacewhenportfastisenabled,cancausetemporarybridgingloops.UsewithCAUTION%Portfastwillbeconfiguredin20interfacesduetotherangecommandbutwillonlyhaveeffectwhentheinterfacesareinanon-trunkingmode.45PVST配置实例11-10在交换机C上配置上行速链路SwC(config)#spanning-treeuplinkfast46PVST配置实例11-11配置了上行速链路后查看生成树信息SwC#showspanning-tree

VLAN0001SpanningtreeenabledprotocolieeeRootIDPriority24577Address000d.28bf.4b40Cost3019Port23(FastEthernet0/23)HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secBridgeIDPriority49153(priority49152sys-id-ext1)Address000d.2861.b100HelloTime2secMaxAge20secForwardDelay15secAgingTime300UplinkfastenabledInterfaceRoleStsCostPrio.NbrType------------------------------------------------------------------------Fa0/22AltnBLK3019128.22P2pFa0/23RootFWD3019128.23P2p根路径成本增加了3000网桥优先级变成了49152端口22从转发变为阻塞，端口的路径成本为3019STP配置演示47EthernetChannel（以太通道）EthernetChannel－以太通道多条线路负载均衡，带宽提高容错，当一条线路失效时，其他线路通信，不会丢包4条线路捆绑，当作一条线路使用；以太通道常用于骨干交换机之间的互联或接入交换机上连骨干交换机的线路配置为以太通道的接口，必须物理特性相同