生成树协议(STP)

1、第七章第七章 生成树协议（生成树协议（STP） 理论部分生成树协议（STP）CEF包含的两个转发信息表分别是什么？DHCP中继的作用是什么？要实现VLAN间互通，应该如何配置三层交换机？ 课程回顾理解STP工作原理会配置PVST+实现负载均衡技能展示本章结构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STP的收敛的收敛BPDU（桥协议数据单元）（桥协议数据单元）生成树协议（生成树协议（STP）交换网络环路的产生交换网络环路的产生STP的应用的应用STP与与VLAN的关系的关系PVST+的配置案例的配置案例PVST+的配置命令的配置命令STP简介简介STP概述概述交换网络环路的产生广播

2、风暴的形成STP概述2-1SW3PC1PC2F0/2F0/2F0/1F0/1广播广播广播广播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STP简介STP Spanning Tree Protocol(生成树协议)n逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生n当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用STP概述2-2SW3SW2SW1 生成树算法及验证BPDU（桥协议数据单元）STP的收敛STP工作原理生成树算法分为3个步骤：选择根网桥（Root Bridge）选择根端口（Root Ports）选择指定端

3、口（Designated Ports）生成树的算法10-1网桥ID（BID）网桥ID是唯一的选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥生成树的算法10-22 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：3276832768 网桥优先级网桥优先级网桥的网桥的MACMAC地址地址以此拓扑为例，介绍STP的计算过程根据网桥ID选择根网桥生成树的算法10-3SW2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： 00

4、0d.2800.b102SW3SW1Root Bridge100M100M100M选择根端口的依据：到根网桥最低的根路径成本直连的网桥ID最小端口ID最小根路径成本网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和生成树的算法10-4SW2SW3SW1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 1带宽与路径成本的关系生成树的算法10-5链路带宽（链路带宽（MbpsMbps）路径成本路径成本10101001001616626245453939100100191915515514146226226 6100010004 410

5、000100002 2端口ID生成树的算法10-6 8 8位位 端口优先级端口优先级端口编号端口编号8 8位位取值范围：取值范围：0 0 255255缺省值：缺省值：128128SW3在非根网桥上，选择一个根端口（RP）生成树的算法10-7SW2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.b102SW1Root Bridge在在SW1SW1和和SW3SW3上，到达上，到达SW2SW2最近的端口是根端口最近的端口是根端口Root

6、Port100M100M100MRoot Port根桥上的端口全是指定端口在每个网段上，选择1个指定端口非根桥上的指定端口，选择顺序：根路径成本较低所在的交换机的网桥ID的值较小端口ID的值较小生成树的算法10-8在每个网段选择1个指定端口（DP）生成树的算法10-9SW2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 BridgeRoot Port100M100M100MRoot Port根网桥上的端

7、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）DPDPDP最终形成逻辑结构无环拓扑生成树的算法10-10SW2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.b102SW3SW1100

8、M100M100M备份链路备份链路三台交换机的生成树协议选举生成树算法的验证4-1SW1SW2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 PortDPDPDPF0/23F0/24F0/24F0/24F0/23F0/23SW1的生成树状态生成树算法的验证4-2SW1#show spanning-tree VLAN0001 Spanning t

9、ree 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 Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interf

10、ace Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 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生成树的根生成树的根都是指定端口都是指定端口SW2的生成树状态生成树算法的验证4-3SW2#show spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 C

11、ost 19 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 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/23 Desg FWD 19 1

12、28.25 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.26 P2p指定端口指定端口SW3的生成树状态生成树算法的验证4-4SW3#show spanning-tree VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 Cost 19 Port 23 (FastEthernet0/23) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (prior

13、ity 32768 sys-id-ext 1) Address 0021.d780.7400 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/23 Root FWD 19 128.23 P2p Fa0/24 Altn BLK 19 128.24 P2p 阻塞端口阻塞端口BPDUBridge Protocol Data Unit 桥协议数据单元使用组播发送BPDUBPDU分为2种类型：配置BPDU拓扑变更通告

14、（TCN）BPDUBPDU报文字段BPDU（桥协议数据单元）当交换机启动时，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IDSTP利用BPDU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.

15、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.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当全网所

16、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并作并作比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥v当接收到其他交换机发出的当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥选择较小的添加到根网桥ID中中交换机端口的5种STP状态STP的收敛状态状态用途用途转发（转发（ForwardingForwarding）发送发送/ /接收用户数据接收用户数据学习（学习（LearningLearning）构建网桥表构建网桥表侦听（侦听（ListeningListening）构建构建“活动活动”拓扑拓扑阻塞（阻塞（Block

17、ingBlocking）只接收只接收BPDUBPDU禁用（禁用（DisabledDisabled）强制关闭强制关闭STP的3种计时器Hello时间转发延迟最大老化时间生成树计时器请思考：STP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？小结 IEEE通用生成树（CST）不考虑VLAN VLAN与STP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PVST+区域区域PVST区域区域CST区域区域v PVST（Cisco私有）为每个私有）为每个VLAN构造一个生成树构造一个生成树实

18、例实例v IEEEPVST+nCisco私有私有n可以与可以与CST互操作互操作PVST+配置的意义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PVST+的配置命令VLAN 110VLAN 15 的根网桥VLAN 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启用生成树命令Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list

19、指定根网桥Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-prioritySwitch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary 修改端口成本Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost修改端口优先级Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priorityPVST+的配置命令2-1配置速端口Sw

20、itch(config-if)#spanning-tree portfast查看生成树的配置Switch#show spanning-tree查看某个VLAN的生成树详细信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detailPVST+的配置命令2-2需求描述三台交换机相连，配置PVST+负载均衡nSW1成为VLAN 1的根网桥nSW2成为VLAN 2的根网桥nSW3上配置速端口（F0/1F0/10）PVST+的配置案例2-1SW3F0/23F0/24F0/23SW2SW1F0/24F0/24F0/23VLAN 1的根网桥的根网桥VLAN 2的根网桥的根网桥配置思路为交换机配置VLAN并配置交换机连接