生成树协议(STP)ppt课件

1、BENET3.0第二学期课程第四章 生成树协议（STP） 理论部分理论部分2 2课程回顾课程回顾内容回顾内容回顾VTP的作用是什么？的作用是什么？VTP的工作模式是哪三种，各有什么作用？的工作模式是哪三种，各有什么作用？如何配置三层交换实现如何配置三层交换实现VLAN间互通？间互通？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会配置会配置PVST+实现交换网络负载分担实现交换网络负载分担了解了解BPDU（桥协议数据单元）（桥协议数据单元）4 4本章结构本章结构STP工作原理工作原理生成树算法及验证生成树算法及验证BPDUSTP的收敛的收敛生成树协议生成树协议交换网络环路的产生交换网

2、络环路的产生STP简介简介STP概述概述STP的应用的应用STP与与VLAN的关系的关系PVST+的配置命令的配置命令PVST+的配置案例的配置案例5 5交换网络环路的产生交换网络环路的产生广播风暴的形成广播风暴的形成SW3PC1PC2F0/2F0/2F0/1F0/1广播广播广广播播F0/1F0/2SW2SW1广播广播SW2和和SW3从所有非接从所有非接收端口转发广播收端口转发广播最终形成广播风暴最终形成广播风暴6 6STP介绍介绍STP Spanning Tree Protocol(生成树协议生成树协议)SW3SW2SW1 逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生

3、当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用7 7STP的算法的算法生成树算法分为生成树算法分为3个步骤：个步骤：选择根网桥（选择根网桥（Root Bridge）选择根端口（选择根端口（Root Ports）选择指定端口（选择指定端口（Designated Ports）8 8选择根网桥选择根网桥网桥网桥ID（BID）网桥网桥ID是唯一的是唯一的选择交换网络中网桥选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥最小的交换机成为根网桥2 2字节字节6 6字节字节取值范围：取值范围：0 0 6553565535缺省值：缺省值：3276832

4、768 网桥优先级网桥优先级网桥的网桥的MACMAC地址地址9 9STP选择根网桥实例选择根网桥实例以此拓扑为例，介绍以此拓扑为例，介绍STP的计算过程的计算过程根据网桥根据网桥ID选择根网桥选择根网桥SW2优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1Root Bridge100M100M100M1010选择根端口选择根端口选择根端口的依据：选择根端口的依据：到根网桥最低的根路径成本到根网桥最低的根路径成本直

5、连的网桥直连的网桥ID最小最小端口端口ID最小最小根路径成本根路径成本网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和SW2SW3SW1路径成本：路径成本：1919路径成本：路径成本：100100SW3的的Port 1根路径成本根路径成本19100119Port 11111路径成本路径成本路径成本根据链路带宽规定路径成本根据链路带宽规定链路带宽（链路带宽（MbpsMbps）路径成本路径成本101001662453910019155146226100041000021212 端口端口ID端口端口ID格式格式8 8位位 端口优先级端口优先级端口编号端口编号8 8位位取值

6、范围：取值范围：0 0 255255缺省值：缺省值：1281281313STP根端口选举实例根端口选举实例在非根网桥上，选择一个根端口（在非根网桥上，选择一个根端口（RP）SW2优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1Root Bridge在在SW1SW1和和SW3SW3上，到达上，到达SW2SW2最最近的端口是根端口近的端口是根端口Root Port100M100M100MRoot Port1414选择

7、指定端口选择指定端口根桥上的端口全是指定端口根桥上的端口全是指定端口在每个网段上，选择在每个网段上，选择1个指定端口个指定端口非根桥上的指定端口，选择顺序：非根桥上的指定端口，选择顺序：根路径成本较低根路径成本较低所在的交换机的网桥所在的交换机的网桥ID的值较小的值较小端口端口ID的值较小的值较小1515STP选择指定端口实例选择指定端口实例在每个网段选择在每个网段选择1个指定端口（个指定端口（DP）SW2优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址：

8、 000d.2800.b102SW3SW1Root BridgeRoot Port100M100M100MRoot Port根网桥上的端口根网桥上的端口都是指定端口都是指定端口在这个网段上，在这个网段上，B B的的网桥网桥IDID较小，所以较小，所以B B上的端口为指定端口上的端口为指定端口这个端口既不是根端口，这个端口既不是根端口，也不是指定端口，也不是指定端口，STPSTP将这将这个端口阻塞（个端口阻塞（BlockBlock）DPDPDP1616STP的计算结果的计算结果最终形成逻辑结构无环拓扑最终形成逻辑结构无环拓扑SW2优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b

9、100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102SW3SW1100M100M100M备份链路备份链路1717STP算法的验证算法的验证3-1两条不等速率链路连接的两台交换机的两条不等速率链路连接的两台交换机的STP选举选举SW1优先级：优先级：32768 MAC地址：地址： 001f.caff.1000优先级：优先级：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根网桥信息根网桥信息本地交换机信息本地交换机信息本地交换机接口信息本地交换机接口信息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为根端口为根端口根网桥端口根网桥端口都是指定端口都是指定端口1818SW1优先级：优先级：32768 MAC地址：地址： 001f.caff.1000优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 0021.1ba5.6980SW2100M100MF0/23F0/23F0/24F0/24STP算法的验证算法的验证3-2两条等速率链路连接的两台交换机的两条等速率链路连接的两台交换机的STP选举选举Root BridgeRoot PortDP选择根端口时，比较接收到的对端端口选择根端口时，比较接收到的

14、对端端口IDID值值1919SW1STP算法的验证算法的验证3-3三台交换机的生成树协议选举三台交换机的生成树协议选举SW2优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 0021.1ba5.6980优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 0021.d780.7400优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 001f.caff.1000SW3Root BridgeRoot Port100M100M100MRoot PortDPDPDPF0/23F0/24F0/24F0/24F0/23F0/232020BPDU（桥协议数据单元）（桥协议数据单元）BPDUBridge Protocol D

15、ata Unit 桥协议数据单元桥协议数据单元使用组播发送使用组播发送BPDUBPDU分为分为2种类型：种类型：配置配置BPDU拓扑变更通告（拓扑变更通告（TCN）BPDUBPDU报文字段报文字段2121当接收到其他交换机发出的当接收到其他交换机发出的BPDUBPDU后，比较网桥后，比较网桥IDID，选择较小的添加到根网桥，选择较小的添加到根网桥IDID中中STP利用利用BPDU选择根网桥选择根网桥网桥网桥ID：4096.000d.2800.b100网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102SW3100M100M100MSW2

16、字段字段值值根网桥根网桥IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路径成本根路径成本0 0发送网桥发送网桥IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100端口端口IDIDxxxxxxxxSW1字段字段值值根网桥根网桥IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101根路径成本根路径成本0 0发送网桥发送网桥IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx字段字段值值根网桥根网桥IDID4096.000d.2

17、800.b1004096.000d.2800.b100根路径成本根路径成本1919发送网桥发送网桥IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx当全网所有的交换机接收到全部的当全网所有的交换机接收到全部的BPDUBPDU并作比较后，就可并作比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥以选择出唯一的一个根网桥交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDUBPDU中根网桥中根网桥IDID字段填写字段填写自己的网桥自己的网桥IDID2222下一级交换机收到下一级交换机收到BPDUBPD

18、U报文时，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，报文时，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发然后转发STP利用利用BPDU计算根路径成本计算根路径成本网桥网桥ID：4096.000d.2800.b100Root Bridge网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102SW3100M100M100MSW2字段字段值值根网桥根网桥IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路径成本根路径成本0 0发送网桥发送网桥IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.28

19、00.b100端口端口IDIDxxxxxxxxSW1字段字段值值根网桥根网桥IDID4096.000d.2800.b1004096.000d.2800.b100根路径成本根路径成本1919发送网桥发送网桥IDID32768.000d.2800.b10132768.000d.2800.b101端口端口IDIDxxxxxxxx交换机保存接口的根路径成本到内存中交换机保存接口的根路径成本到内存中根网桥发送根路径成本值为根网桥发送根路径成本值为0 0的的BPDUBPDU报文报文2323生成树端口的状态生成树端口的状态交换机端口的交换机端口的5种种STP状态状态转发（转发（Forwarding）学习（学

20、习（Learning）侦听（侦听（Listening）阻塞（阻塞（Blocking）禁用（禁用（Disabled）2424生成树计时器生成树计时器STP的的3种计时器种计时器Hello时间时间转发延迟转发延迟最大老化时间最大老化时间2525小结小结请思考：请思考：STP选举过程中，如何确定哪些端口被阻塞？选举过程中，如何确定哪些端口被阻塞？生成树端口状态有哪些，分别表示什么含义？生成树端口状态有哪些，分别表示什么含义？BPDU主要包括哪些内容？主要包括哪些内容？生成树计时器包括哪些？生成树计时器包括哪些？2626PVST（Cisco私有）为每个私有）为每个VLAN构造一个生成树实例构造一个生成

21、树实例VLAN与与STP关系关系VLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3经过经过STPSTP计算，会计算，会有一条链路被断开有一条链路被断开IEEEIEEE通用生成树（通用生成树（CSTCST）不考虑）不考虑VLANVLANPVST+区域区域PVST区域区域CST区域区域 PVST+Cisco私有私有可以与可以与CST互操作互操作2727PVST+在实际中的应用在实际中的应用PVST+配置的意义配置的意义配置网络中比较稳定的交换机为根网桥配置网络中比较稳定的交换机为根网桥利用利用PVST+实现网络的负载分担实现网络的负载分担VLAN 110VLAN 15 的根网桥VLAN

22、1VLAN 15 5的根端口的根端口VLAN 1VLAN 15 5数据的流向数据的流向接入交换机接入交换机VLAN 110VLAN 110VLAN 610 的根网桥VLAN 6VLAN 61010的根端口的根端口VLAN 6VLAN 61010数据的流向数据的流向2828PVST+的配置命令的配置命令2-1启用生成树命令启用生成树命令Switch（config）#spanning-tree vlan vlan-list指定根网桥指定根网桥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修改端口优先级修改端口优先级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查看生成树的配置查看生成树的配置Swi

24、tch#show spanning-tree查看某个查看某个VLAN的生成树详细信息的生成树详细信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail3030PVST+配置实例配置实例2-1需求描述需求描述两台交换机相连，配置两台交换机相连，配置PVST+负载均衡负载均衡pVLAN 1数据从数据从F0/24接口链路通过接口链路通过pVLAN 2数据从数据从F0/23接口链路通过接口链路通过VLAN 1 2VLAN 1 2VLAN 1的根网桥的根网桥VLAN 2的根网桥的根网桥SW1SW2F0/23F0/23F0/24F0/243131PVST+配置实例配置实例2-2需求描述需求描述三台交换机相连，配置三台交换机相连，配置PVST+负载均衡负载均衡pSW1成为成为VLAN 1的根网桥的根网桥pSW2成为成为VLAN 2的根网桥的根网桥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的根网桥的根网桥VLAN 2的根网桥