生成树协议原理.ppt

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1、生成树协议原理1前言本PPT主要介绍了生成树协议的技术细节，以及在网络工程中如何来使用生成树协议,适用于对生成树协议有一定了解的工程师和网络维护人员。2课程目标通过本课程的学习，您可以掌握如下知识点：生成树协议的工作原理三种生成树(STP、RSTP、MSTP)协议的特性3提纲生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述4生成树综述生成树协议的产生背景LAN1LAN2存在单点故障冗余的设计又会带来环路,导致广播风暴5生成树综述生成树协议的分类生成树协议的分类，按照产生的时间先后顺序为STP、RSTP、MSTP生成树协议所遵循的IEEE标准三种生成树所遵循的IEEE标准分别为STP

2、-IEEE802.3d，RSTP-IEEE802.3W，MSTP-IEEE802.3S6STP概述STP是怎样的一个协议呢?通过阻断冗余链路将一个有环路的桥接网络修剪成一个无环路的树型拓扑结构,这样既解决了环路问题，又能在某条活动(active)的链路断开时,通过激活被阻断的冗余链路重新修剪拓扑结构以恢复网络的连通.LAN1LAN2该链路处于阻塞状态该链路重新被激活7提纲生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述8STP工作原理SW1SW2SW3数据数据数据9STP工作原理基本思想:在网桥之间传递配置消息(BPDU),网桥利用收到的配置消息做以下工作:从网络中的所有网桥中,选

3、出一个作为根网桥(root)计算本网桥到根网桥的最短路径网桥选择一个根端口,该端口给出的路径是此网桥到根桥的最短路径选择除根端口之外的转发端口（指定端口）10配置消息介绍配置消息也被称做桥协议数据单元(BPDU)主要内容包括:根网桥的Identifier(RootID)从本网桥到根网桥的最小路径开销(RootPathCost)发送该配置消息的网桥的Identifier发送该配置消息的网桥的指定端口的Identifier即(RootID,RootPathCost,BridgeID,PortID)11STP工作原理SW1SW2SW3数据数据数据Root12端口状态端口状态端口能力Disabled不

4、收发任何报文Blocking不接收或转发数据，接收但不发送BPDU，不进行地址学习Listening不接收或转发数据，接收并发送BPDU，不进行地址学习Learning不接收或转发数据，接收并发送BPDU，开始地址学习Forwarding接收并转发数据，接收并发送BPDU，进行地址学习13拓扑改变消息的传播1234455拓扑改变通知消息拓扑改变应答消息拓扑改变消息SW1SW2SW3Root14STP回顾STP工作原理各种端口状态之间的转换15提纲生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述生成树在实际工程中的应用16STP的不足当状态发送变化时，网络收敛时间大约需要50S如果网

5、络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁的失去连通性，这样用户将无法忍受。17RSTP协议概述RSTP（快速生成树协议）是从STP发展而来，实现的基本思想一致；RSTP具备STP的所有功能；RSTP改进的目的就是当网络拓扑结构发生变化时，尽可能快的恢复网络的连通性。18RSTP改进一当拓扑发生改变时，在新拓扑中的根端口可以立刻进入转发状态根端口指定端口阻塞端口RootBridge19RSTP改进一新的端口角色的引入替换端口(AlternatePort):根端口的备份口，一旦根端口失效，该口就立刻变为根端口。RootBridge根端口指定端口替换端口20RSTP改进一新的端口角色的引入备份端口(Bac

6、kupPort)：DesignatePort的备份口，当一个网桥有两个端口都连在一个LAN上，那么高优先级的端口为DesignatedPort，低优先级的端口为BackupPort。RootBridge根端口指定端口替换端口备份端口21RSTP改进二指定端口可以通过与相连的网桥进行一次握手，快速进入转发状态。SW1SW2proposalagree根端口指定端口22RSTP改进三网络边缘的端口，即直接与终端相连，而不是和其他网桥相连的端口可以直接进入转发状态，不需要任何等待时延。边缘端口，不可能产生环路23RSTP的性能第一种改进的效果：发现拓扑改变到恢复连通性的时间可达数豪秒，并且无需传递配置

7、消息。第二种改进的效果：网络连通性可以在交换两个配置消息的时间内恢复，即握手的延时。第三种改进的效果：边缘端口的状态变化不会影响网络连通性，也不会造成环路，因此进入转发状态无延时。24提纲生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述25RSTP的不足RSTP（包括STP）在计算拓扑时，是以交换机为基本单位，与VLAN毫无任何关系，那么在特定的拓扑结构下，就会出现如下问题：vlan1