X00030003 第13章 生成树协议

1、生成树生成树协议协议ISSUE 1.0日期：杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播n 了解了解STP产生的背景产生的背景n 掌握掌握STP基本工作原理基本工作原理n 掌握掌握RSTP和和MSTP基本原理基本原理n 掌握生成树协议的配置掌握生成树协议的配置课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：n 生成树背景生成树背景n STPn RSTPn MSTPn 生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录路径回环的影响路径回环的影响物理段 A物理段 B1111222333PCAPCBSWASWBSWCSTP的作用的作用l 通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能

2、存在的路径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回环l 当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性连通性ROOT物理段 A物理段 C物理段 E物理段 B物理段 Dn 生成树背景生成树背景n STPn RSTPn MSTPn 生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录生成树协议生成树协议SWASWBSWCl STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是用于，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。在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。l 通过在桥之间交换通过在桥之间交换BPDU（Brid

3、ge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程程 。BPDUBPDUBPDU配置配置BPDU的生成和传递的生成和传递l 配置配置BPDU包含以下重要信息，完成生成树计包含以下重要信息，完成生成树计算算根桥ID（RootID）根路径开销（RootPathCost）指定桥ID（DesignatedBridgeID）指定端口ID（ DesignatedPortID ）l 各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根桥（桥（Root Bridge）的配置消息，向外发送自）的配

4、置消息，向外发送自己的配置消息己的配置消息 l 网络收敛后，根桥向外发送配置网络收敛后，根桥向外发送配置BPDU，其他，其他的设备对该配置的设备对该配置BPDU进行转发进行转发根桥的选举根桥的选举SWASWBSWCl 桥桥ID由桥优先级（由桥优先级（BridgePriority）和桥）和桥MAC地地址（址（BridgeMacAddress）组成）组成l 桥桥ID小的桥被选举为根桥小的桥被选举为根桥BridgeID: 0.0000-0000-0000BridgeID: 16.0000-0000-0001BridgeID: 0.0000-0000-端口角色的确定端口角色的确定SWASWBSWCl

5、根桥上的所有端口为指定端口（根桥上的所有端口为指定端口（ Designated Port ）l 在非根桥上选举根路径开销（在非根桥上选举根路径开销（ RootPathCost）最小的端口为根）最小的端口为根端口（端口（Root Port）l 每个物理段选出根路径开销最小的桥作为指定桥（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），连接指定桥的端口为指定端口l 不是根端口和指定端口的其余端口被不是根端口和指定端口的其余端口被STP置为阻塞状态置为阻塞状态RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=20Cost=根路径

6、开销根路径开销SWASWBSWCl 根路径开销（根路径开销（ RootPathCost）是到达根的路径上所有链路开销）是到达根的路径上所有链路开销（Cost）的代数和）的代数和l 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l 物理段进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥物理段进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥Root1000M100M1000M10M100M10MCost=10Cost=20Cost=通过桥通过桥ID决定端口角色决定端口角色SWASWBSWCl 在根路径开销相同时，所连网段指定桥在根路径开销相同时，所连网

7、段指定桥ID最小的端口为根端口最小的端口为根端口l 在根路径开销相同时，桥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，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连接指定桥的端口为指定端口RootDPDPRPDPRPAPCost=10Cost=10RPCost=10SWDDPCost=10BridgeID: 0.0000-0000-0002BridgeID: 0.0000-0000-0001DPAP通过端口通过端口ID决定端口角色决定端口角色SWASWBl 在根路径开销、指定桥在根路径开销、指定桥ID都相同的情况下，所连指定端口都相同的情况下，所连指定端口ID小

8、的小的端口为根端口端口为根端口RootG0/1G0/2APCost=10Cost=10RPBridgeID: 0.0000-0000-端口状态端口状态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，不接收或转发数据或转发数据-Learning接收并发送接收并发送BPDU，不接收，不接收或转发数据或转发数据指

9、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据端口状态迁移端口状态迁移ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间l 端口被选为指定端口或根端口后，需要从端口被选为指定端口或根端口后，需要从Blocking状态经状态经Listening和和Learning才能到才能到Forwarding状态状态l 默认的默认的Forwarding Delay时间是时间是15秒秒生成树的不足生成树的不足l 端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的端口从

10、阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forwarding Delay时间时间l 如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去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连通性SWASWBSWCDPDPRPDPRPServer每次拓扑变化，我都至少有30秒的时间无法访问服务器！n 生成树背景生成树背景n STPn RSTPn MSTPn 生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录RSTPl RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是快速生成树协议）是STP协议的优化版协议的优化版l RSTP具备具备STP的所有功能的所有功能l RSTP可以实现快

11、速收敛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。 RSTP的改进的改进STP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。在在指定端口是指定端口是非非边缘端口边缘端口的情况的情况下下，延迟取决因素较多。延迟取决因素较多。在

12、在指定端口是边缘端口指定端口是边缘端口的情况下的情况下，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。n 生成树背景生成树背景n STPn RSTPn MSTPn 生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录PCBPCASTP、RSTP的问题的问题l Trunk链路上实际上运行着多个链路上实际上运行着多个VLANl 所有所有VLAN共用一棵生成树共用一棵生成树l 无法实现不同无法实现不同VLAN在多条在多条Trunk链路上的负链路上的负载分担载分担所有所有VLAN均均在此阻塞在此阻塞SWASWBSWCServerVLAN 10VLAN MSTPl MSTP（Mult

13、iple Spanning Tree Protocol，多生成，多生成树协议）树协议）l 将多个将多个VLAN捆绑到一个实例，每个实例生成独立的捆绑到一个实例，每个实例生成独立的生成树生成树l 在多条在多条Trunk链路上实现链路上实现VLAN级负载分担级负载分担SWASWBSWCServer实例实例A: VLAN110实例实例B: VLAN1120PCBPCAVLAN 10VLAN 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三种生成树协议特性的比较三种生成树协

14、议特性的比较l MSTP具有具有RSTP的快速收敛，同时又具有的快速收敛，同时又具有负载分担机制负载分担机制l MSTP兼容兼容STP和和RSTP 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对比ForwardingLearningListeningBlockingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间ForwardingLearningDiscardingForwarding Delay时间Forwarding Delay时间STPRSTP/MSTPn 生成树背景生成树背景n STPn RSTPn MSTPn 生成树协议的配置生成树协议的配置目录目录

15、STP基本配置基本配置l 开启设备开启设备STP特性特性l 关闭端口的关闭端口的STP特性特性l 配置配置STP的工作模式的工作模式 Switch stp enableSwitch-Ethernet1/0/1 stp disableSwitch stp mode stp | rstp | mstp STP可选配置可选配置l 配置当前设备的优先级配置当前设备的优先级 l 配置端口为边缘端口配置端口为边缘端口 Switch stp instance instance-id priority prioritySwitch-Ethernet1/0/1 stp edged-port STP配置示例配置示

16、例核心接入用户SWASWBSWCE1/0/1SWAstp enableSWAstp priority 0SWBstp enableSWBstp priority 4096SWCstp enableSWCinterface Ethernet 1/0/1SWC-Ethernet1/0/1 stp edged-port 当前工作模式当前工作模式SWAdisplay stp -CIST Global InfoMode MSTP-CIST Bridge :32768.000f-e23e-f9b0Bridge Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20CIST Root/ERPC :32768.000f-e23e-f9b0 / 0CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-e23e-f9b0 / 0CIST RootPortId :0.0BPDU-Protection :disabledBridge Config-Digest-Snooping :disabledTC or TCN received :0.STP监控与维护监控与维护当前桥当前桥ID端口角色端口角色SWAdisplay stp bri