生成树协议刘淼

1、12022-5-9生成生成树协议树协议主讲人：刘淼主讲人：刘淼目录目录22022-5-9u生成树背景生成树背景uSTPSTPuRSTPRSTPuMSTPMSTP1. 1. 生成树背景生成树背景32022-5-9路径回环的影响路径回环的影响42022-5-9物理段 A物理段 B1111222333PCAPCBSWASWBSWC生成树的生成树的作用作用 通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环 当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性52022-5-9ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 D生成树的作用生成树的作用 冗余网络导致的问题： 1.多帧复制(浪费带

2、宽) 在组播中是个大问题 2.MAC地址表的震动 3.广播风暴 阻止冗余网络就是建立block STP是为克服冗余网络中透明桥接的环路问题而创建的。 STP通过判断网络中存在环路的地方，并阻断冗余链路来实现无环网络。62022-5-92. STP2. STP72022-5-9生成树协议生成树协议 STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。 通过在桥之间交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程 。BPDU帧的目标地址是一个组播地址，为0180-c200-

3、0000。82022-5-9SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU配置配置BPDUBPDU的生成和传递的生成和传递 配置BPDU包含以下重要信息，完成生成树计算 根网桥ID 根路径开销 发送网桥ID 发送端口ID 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92022-5-9根桥的选举根桥的选举 桥ID由桥优先级（Bridge Priority）和桥MAC地址（Bridge Mac Address）组成 桥ID小的桥被选举为根桥102022-5-9SWASWB

4、SWCBridgeID: 0.0000-0000-0000BridgeID: 16.0000-0000-0001BridgeID: 0.0000-0000-0002端口角色的确定端口角色的确定 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（ Root Path Cost）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STP置为阻塞状态112022-5-9SWASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost

5、=10Cost=20Cost=30根路径开销根路径开销 根路径开销（ Root Path Cost）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122022-5-9SWASWBSWCRoot1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=30通过桥通过桥IDID决定端口角色决定端口角色 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最小的桥被选举为物理段上的指定桥，连接指定桥的端口为指定端口132022-5-9S

6、WASWBSWCRootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID: 0.0000-0000-0002DPAPBridgeID: 0.0000-0000-0001通过端口通过端口IDID决定端口角色决定端口角色 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142022-5-9SWASWBRootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID: 0.0000-0000-0001端口状态端口状态152022-5-9端口角色端口角色端口状态端口状态端口行为端口行为未启用未启用STP功

7、能的端口功能的端口Disabled不收发不收发BPDU报文，接收或报文，接收或转发数据转发数据非指定端口非指定端口或根端口或根端口Blocking接收但不发送接收但不发送BPDU，不接，不接收或转发数据收或转发数据-Listening接收并发送接收并发送BPDU，不接收，不接收或转发数据，选举或转发数据，选举root、rp、dp（根桥、根端口和指定端（根桥、根端口和指定端口）口）-Learning接收并发送接收并发送BPDU，不接收，不接收或转发数据，学习或转发数据，学习MAC地址地址指定端口或指定端口或根端口根端口Forwarding接收并发送接收并发送BPDU，接收并，接收并转发数据转发数

8、据端口状态迁移端口状态迁移 端口被选为指定端口或根端口后，需要从Blocking状态经Listening和Learning才能到Forwarding状态 默认的Forwarding Delay时间是15秒162022-5-9ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间生成树的不足生成树的不足 端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forwarding Delay时间 如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连通性172022-5-9SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓扑

9、变化，我都至少有30秒的时间无法访问服务器！3. RSTP3. RSTP182022-5-9RSTPRSTP RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是STP协议的优化版 RSTP具备STP的所有功能 RSTP可以实现快速收敛 在某些情况下，端口进入转发状态的延时大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。192022-5-9RSTPRSTP的改进的改进202022-5-9STP行为行为RSTP行为行为端口被选端口被选为根端口为根端口默认情况下，默认情况下，2倍的倍的Forwarding Delay的的时间延迟。时间延迟。存在阻塞的备份根端

10、口情况下，存在阻塞的备份根端口情况下，仅有数毫秒延迟。仅有数毫秒延迟。端口被选端口被选为指定端为指定端口口默认情况下，默认情况下，2倍的倍的Forwarding Delay的的时间延迟。时间延迟。在指定端口是非边缘端口的情况在指定端口是非边缘端口的情况下，延迟取决因素较多。下，延迟取决因素较多。在指定端口是边缘端口的情况下，在指定端口是边缘端口的情况下，指定端口可以直接进入转发状态，指定端口可以直接进入转发状态，没有延迟。没有延迟。4. MSTP4. MSTP212022-5-9MSTPMSTP Trunk链路上实际上运行着多个VLAN 所有VLAN共用一棵生成树 无法实现不同VLAN在多条T

11、runk链路上的负载分担222022-5-9PCBPCA所有所有VLAN均在均在此阻塞此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN 20MSTPMSTP MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议） 将多个VLAN捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成树 在多条Trunk链路上实现VLAN级负载分担232022-5-9SWASWBSWCServer实例实例A: VLAN110实例实例B: VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 20三种生成树协议特性的比较三种生成树协议特性的比较 MSTP具有RSTP的快速收敛，同时又具有负载分担机制 MSTP兼容STP和RSTP 242022-5-9特性列表特性列表STPRSTPMSTP解决环路故障并实解决环路故障并实现冗余备份现冗余备份YYY快速收敛快速收敛NYY形成多棵生成树实形成多棵生成树实现负载分担现负载分担NNY三种生成树协议的端口状态对比三种生成树协议的端口状态