BCN_TP_CHAP4_v1.0构造大型企业网络(BENET).ppt

1、Version 1.0,交换网络冗余链路管理,第四章,2/34,内容回顾,VTP工作原理，使用VTP管理VLAN 交换机上VTP的配置 创立VTP域 配置VTP工作模式 VTP安全 VTP修剪,3/34,本章目标,了解生成树协议的用途 掌握生成树判定时使用的各种变量 掌握生成树工作原理、判定顺序和标准 掌握根网桥、指定网桥、根端口、指定端口的概念 掌握生成树中的各种状态和状态转换 掌握生成树中的定时器,4/34,透明网桥的工作原理,以太网桥在每个端口侦听数据帧中的源MAC地址，学习其他设备的MAC地址 如果数据帧的目的MAC地址未知，在桥表中找不到对应的端口，网桥会将该帧转发到除接收该帧的端口

2、之外的所有端口 网桥接到数据帧时，若该帧的目的位于接收端口所在网段上，就过滤掉该数据帧；若目的MAC地址位于另一个端口，就将该帧转发到该端口 网桥接到广播帧时，立即转发到除接收端口之外的所有其他端口,5/34,透明网桥的工作原理（Cont.）,6/34,冗余线路网络环路,透明网桥的工作原理（Cont.）,7/34,生成树概述,引入生成树的原因 广播环路 桥表破坏 生成树的基本作用 通过阻断冗余链路，消除路径回环 出故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性,8/34,生成树算法,选择根网桥 根关联 重复计算生成树,9/34,生成树算法（Cont.）,STP判定 步骤1：确定根网桥，使用网桥ID

3、步骤2：计算到根网桥的最小根路径成本 步骤3：确定最小的发送方网桥ID 步骤4：确定最小的端口ID,10/34,根路径成本,根路径成本的概念 路径成本的概念 两种成本的区别,11/34,根路径成本（Cont.）,12/34,网桥ID和端口ID,网桥ID的组成 PortPriority：可配置 MAC,BID8字节,2字节 取值范围：065535 缺省值： 32768,6字节 来自背板/监控引擎,13/34,网桥ID和端口ID（Cont.）,端口ID的组成 PortPriority：可配置 Port Index,16位,端口优先级 取值范围：0255 缺省值： 128,8位,8位,14/34,B

4、PDU桥接协议单元,BPDU的两种类型 配置BPDU：生成树计算 TCN BPDU：通告网络拓扑的变化,15/34,BPDU桥接协议单元（Cont.）,配置消息的内容 根网桥的Identifier（RootID） 从指定网桥到根网桥的最小路径成本（RootPathCost） 指定网桥的Identifier 指定网桥的指定端口的Identifier（RootID，RootPathCost，DesignatedBridgeID，DesignatedPortID）,16/34,BPDU桥接协议单元（Cont.）,BPDU消息格式 DMA：目的MAC地址 SMA：源MAC地址 L/T：帧长 LLC H

5、eader ：配置消息固定的链路头 Payload ： BPDU数据,17/34,根网桥的选择,根网桥选择的依据：网桥ID 选择流程： 1、第一次启动交换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告 2、每个交换机分析报文，根据网桥ID选择根网桥 3、经过一段时间，生成树收敛，所有交换机都同意某网桥是根网桥 4、若有网桥ID值更小的交换机加入，它首先通告自己为根网桥。其它交换机比较后，将它当作新的根网桥而记录下来,18/34,根网桥的选择（Cont.）,100Mb/s 成本19,100Mb/s 成本19,100Mb/s 成本19,根网桥,19/34,选择根端口,在每个非根网桥上选择根端口，即网

6、桥连接到根网桥的最佳路径 确定根端口，STP的抉择过程： 到根网桥的最小根路径成本 最小的网桥ID 最小的端口ID,20/34,根网桥,根端口,根端口,根路径成本1919,根路径成本1919,选择根端口（Cont.）,21/34,选择指定端口,指定端口选择流程： 选择根网桥和每台交换机的根端口后，初步形成树形结构 STP最后计算，在每个网段上标定一个指定端口 确定一个端口作为指定端口，STP的判断依据 到根网桥的最小根路径成本 最小的网桥ID 最小的端口ID,22/34,选择指定端口（Cont.）,根网桥,根端口 根路径成本19,指定端口 根路径成本19 交换机B网桥ID最小,指定端口 根路径

7、成本0,指定端口 根路径成本0,根端口 根路径成本19,23/34,生成树端口的各种状态 （Cont.）,24/34,Disabled（禁用） 网络管理员设定或网络故障 Blocking（阻塞） 强制关闭 端口初始化后，不能收发数据，也不能向地址表添加MAC地址,生成树端口的各种状态 （Cont.）,25/34,Listening（侦听） 构建活动的拓扑 交换机认为端口可选为根端口或指定端口，就把该端口blocking状态变为listening状态 Learning（学习） 端口在listening状态下经过一段时间后，转为learning状态 Forwarding（转发） 在learning

8、状态下经历一定的转发延迟时间，转入forwarding状态,生成树端口的各种状态 （Cont.）,26/34,生成树端口的各种状态 （Cont.）,Disabled 或Down,Blocking,Forwarding,Listening,Learning,1端口启动或者初始化,2端口停用或者失效,3端口被选作根端口或者指定端口,4、端口被取消根端口或者指定端口,5、转发态计时器超时,6.portfast,7.UplinkFast,27/34,指定端口,转发,转发,指定端口,转发,根端口,转发,指定端口,根端口,转发,非指定端口,阻塞,根网桥,交换机A,交换机B,交换机C,生成树端口的各种状态

9、（Cont.）,28/34,生成树计时器,HELLO时间 转发延迟 最大老化时间,29/34,生成树计时器（Cont.）,30/34,STP处理拓扑变化,拓扑变化 加入或移去交换机 链路中断或恢复 生成树通过BPDU检测到这些情况，生成树重新计算收敛,31/34,STP处理拓扑变化（Cont.）,32/34,STP处理拓扑变化（Cont.）,STP处理拓扑变化流程 1、网桥D发现网桥D和 网桥E之间的线路失效 2、交换机D从RP向根网桥发出拓扑结构变化BPDU 3、交换机D不断发出拓扑结构变化的BPDU，直到收到指定网桥发出的拓扑结构变化确认BPDU 4、指定网桥（交换机B）给网桥D发出拓扑结

10、构变化确认的BPDU，网桥B也从其根端口发送一个拓扑结构变化BPDU，该BPDU的目的如果不是它的指定网桥，那么就是根网桥 5、根网桥改变配置消息，告诉交换机网络拓扑结构正 发生变化。经过计算，重新得出网络拓扑结构 6、网桥从根网桥得到网络拓扑结构变化配置消息后，使用转发延迟计时器更新其地址表中的条目,33/34,本章总结,生成树是交换网络中最重要的组成部分之一 生成树协议是网桥到网桥之间的冗余链路管理协议，在防止网络中产生环路的同时，提供了路径的冗余备份 生成树协议通过BPDU，将拓扑结构的变化从交换机传输到交换机 通过BPDU消息可以实现： 为稳定的生成树网络拓扑结构选择一台根交换机 为每个交换网段选择一台指定交换机 通过把冗余的交换机端口配置为阻断状态，来消除网络中的环路,34/34,本章总结（Cont.）,