1、第1頁前 言 本本PPTPPT主要介紹了生成樹協(xié)議的技術(shù)細(xì)節(jié)，以及主要介紹了生成樹協(xié)議的技術(shù)細(xì)節(jié)，以及在網(wǎng)絡(luò)工程中如何來使用生成樹協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)工程中如何來使用生成樹協(xié)議, ,適用于對生成樹適用于對生成樹協(xié)議有一定了解的工程師和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。協(xié)議有一定了解的工程師和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。 第1頁/共30頁第2頁課程目標(biāo)q 通過本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識點：通過本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識點：v生成樹協(xié)議的工作原理生成樹協(xié)議的工作原理v三種生成樹三種生成樹(STP(STP、RSTPRSTP、MSTP)MSTP)協(xié)議的特性協(xié)議的特性第2頁/共30頁第3頁提 綱 生成樹協(xié)議綜述 STP協(xié)議概述 RST

2、P協(xié)議概述 MSTP協(xié)議概述第3頁/共30頁第4頁生成樹綜述 生成樹協(xié)議的產(chǎn)生背景LAN 1LAN 2存在單點故障冗余的設(shè)計又會帶來環(huán)路,導(dǎo)致廣播風(fēng)暴第4頁/共30頁第5頁生成樹綜述 生成樹協(xié)議的分類 生成樹協(xié)議的分類，按照產(chǎn)生的時間先后順序為STP、RSTP、MSTP 生成樹協(xié)議所遵循的IEEE標(biāo)準(zhǔn) 三種生成樹所遵循的IEEE標(biāo)準(zhǔn)分別為STP-IEEE 802.3d，RSTP-IEEE 802.3W，MSTP-IEEE 802.3S第5頁/共30頁第6頁STP概述 STP是怎樣的一個協(xié)議呢? 通過阻斷冗余鏈路將一個有環(huán)路的橋接網(wǎng)絡(luò)修剪成一個無環(huán)路的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這樣既解決了環(huán)路問題，又能在某

3、條活動(active)的鏈路斷開時, 通過激活被阻斷的冗余鏈路重新修剪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通. LAN 1LAN 2該鏈路處于阻塞狀態(tài)該鏈路重新被激活第6頁/共30頁第7頁提 綱 生成樹協(xié)議綜述 STP協(xié)議概述 RSTP協(xié)議概述 MSTP協(xié)議概述第7頁/共30頁第8頁STP工作原理SW1SW2SW3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)第8頁/共30頁第9頁STP工作原理 基本思想:在網(wǎng)橋之間傳遞配置消息(BPDU),網(wǎng)橋利用收到的配置消息做以下工作: 從網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)橋中,選出一個作為根網(wǎng)橋(root) 計算本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最短路徑 網(wǎng)橋選擇一個根端口,該端口給出的路徑是此網(wǎng)橋到根橋的最短路徑 選擇除根端口之外的轉(zhuǎn)

4、發(fā)端口（指定端口）第9頁/共30頁第10頁配置消息介紹 配置消息也被稱做橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(BPDU) 主要內(nèi)容包括: 根網(wǎng)橋的Identifier(RootID) 從本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最小路徑開銷(RootPathCost) 發(fā)送該配置消息的網(wǎng)橋的Identifier 發(fā)送該配置消息的網(wǎng)橋的指定端口的Identifier 即(RootID, RootPathCost, BridgeID, PortID)第10頁/共30頁第11頁STP工作原理SW1SW2SW3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Root第11頁/共30頁第12頁端口狀態(tài)端口狀態(tài)端口狀態(tài)端口能力端口能力Disabled不收發(fā)任何報文不收發(fā)任何報文Block

5、ing不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收但不發(fā)送不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收但不發(fā)送BPDU，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)Listening不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDU，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)Learning不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送不接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDU，開始地址學(xué)習(xí)開始地址學(xué)習(xí)Forwarding接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，接收并發(fā)送BPDU，進(jìn)，進(jìn)行地址學(xué)習(xí)行地址學(xué)習(xí)第12頁/共30頁第13頁拓?fù)涓淖兿⒌膫鞑?234455拓?fù)涓淖兺ㄖ⑼負(fù)涓淖儜?yīng)答消息拓?fù)涓淖兿W1SW2SW3Root第13頁/共30頁第14頁STP回顧 ST

6、P工作原理 各種端口狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換第14頁/共30頁第15頁提綱 生成樹協(xié)議綜述 STP協(xié)議概述 RSTP協(xié)議概述 MSTP協(xié)議概述 生成樹在實際工程中的應(yīng)用第15頁/共30頁第16頁STP的不足 當(dāng)狀態(tài)發(fā)送變化時，網(wǎng)絡(luò)收斂時間大約需要50S 如果網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，網(wǎng)絡(luò)會頻繁的失去連通性，這樣用戶將無法忍受。第16頁/共30頁第17頁RSTP協(xié)議概述 RSTP（快速生成樹協(xié)議）是從STP發(fā)展而來，實現(xiàn)的基本思想一致； RSTP具備STP的所有功能； RSTP改進(jìn)的目的就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，盡可能快的恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性。第17頁/共30頁第18頁RSTP改進(jìn)一 當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生改變時，在

7、新拓?fù)渲械母丝诳梢粤⒖踢M(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)根端口指定端口阻塞端口RootBridge第18頁/共30頁第19頁RSTP改進(jìn)一 新的端口角色的引入 替換端口(AlternatePort ):根端口的備份口，一旦根端口失效，該口就立刻變?yōu)楦丝凇?RootBridge根端口指定端口替換端口第19頁/共30頁第20頁RSTP改進(jìn)一 新的端口角色的引入 備份端口(BackupPort)：DesignatePort的備份口，當(dāng)一個網(wǎng)橋有兩個端口都連在一個LAN上，那么高優(yōu)先級的端口為DesignatedPort，低優(yōu)先級的端口為BackupPort。RootBridge根端口指定端口替換端口備份端口第20頁/

8、共30頁第21頁RSTP改進(jìn)二 指定端口可以通過與相連的網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手，快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。SW1SW2proposalagree根端口指定端口第21頁/共30頁第22頁RSTP改進(jìn)三 網(wǎng)絡(luò)邊緣的端口，即直接與終端相連，而不是和其他網(wǎng)橋相連的端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何等待時延。邊緣端口，不可能產(chǎn)生環(huán)路第22頁/共30頁第23頁RSTP的性能 第一種改進(jìn)的效果：發(fā)現(xiàn)拓?fù)涓淖兊交謴?fù)連通性的時間可達(dá)數(shù)豪秒，并且無需傳遞配置消息。 第二種改進(jìn)的效果：網(wǎng)絡(luò)連通性可以在交換兩個配置消息的時間內(nèi)恢復(fù)，即握手的延時。 第三種改進(jìn)的效果：邊緣端口的狀態(tài)變化不會影響網(wǎng)絡(luò)連通性，也不會造成環(huán)路，因此進(jìn)入轉(zhuǎn)

9、發(fā)狀態(tài)無延時。第23頁/共30頁第24頁提綱 生成樹協(xié)議綜述 STP協(xié)議概述 RSTP協(xié)議概述 MSTP協(xié)議概述第24頁/共30頁第25頁RSTP的不足 RSTP（包括STP）在計算拓?fù)鋾r，是以交換機(jī)為基本單位，與VLAN毫無任何關(guān)系，那么在特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，就會出現(xiàn)如下問題：vlan10vlan10vlan20vlan20vlan10vlan10vlan20vlan20Discardingq如果在如果在1和和2間的鏈路給間的鏈路給Discarding。由于交換機(jī)。由于交換機(jī)3、4 不包含不包含vlan10，無法轉(zhuǎn)發(fā)，無法轉(zhuǎn)發(fā)vlan10 的數(shù)據(jù)包，的數(shù)據(jù)包，這樣這樣SW1 的的vlan10

10、就無法與就無法與SW2 的的vlan10 進(jìn)行進(jìn)行通訊。通訊。SW1SW2SW3SW4SW1SW3SW2SW4第25頁/共30頁第26頁RSTP的不足 在實際工程中,如果使用RSTP只能做到冗余備份,無法做到按照VLAN流量來進(jìn)行負(fù)載均衡.Vlan10Vlan20Vlan10Vlan20Vlan10Vlan20第26頁/共30頁第27頁MSTP簡介 MSTP是在傳統(tǒng)的STP、RSTP 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新的生成樹協(xié)議，本身就包含了RSTP的快速Forwarding 機(jī)制。 MSTP是基于實例來進(jìn)行無環(huán)拓?fù)溆嬎悖缺苊饬谁h(huán)路的產(chǎn)生，也能讓相同vlan 間的通訊不受影響。第27頁/共30頁第28頁生成樹配置ABC環(huán)路！環(huán)路！環(huán)路！環(huán)路！vSwitch(config)#spanning-tree /開啟生成樹協(xié)議。vSwitch(config)#no sp