思科网络之生成树协议(非常好)

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1、第12章STPSpanningTreeProtocol生成树协议该协议用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。其功能可概括为在冗余拓扑中防止二层环路的出现。ShieldedTwisted-Pair屏蔽双绞线1本章学习目标了解二层环路的形成机理与危害掌握生成树协议消除环路的基本原理掌握生成树协议的相关概念能熟练配置与调试生成树协议了解生成树协议标准相关标准2STP基础知识STP诞生的背景网络单点故障影响可用性设计冗余拓扑引

2、发新问题设计生成树协议加以解决STP的发展第一代：STP(802.1D)RSTP（802.1w）第二代：PVSTPVST第三代：MISTP/MSTP（802.1s）未来方向：支持隧道技术的生成树协议注：PT仅支持PVST+,RPVST+3术语名称RSTP:RapidSTP,快速生成树协议PVST：PerVlanSTP每vlan生成树协议，cisco私有协议PVST+:增强型PVST，cisco私有协议MISTP:Multi-InstanceSTP,多实例生成树协议MSTP:MultipleSTP,多

3、生成树协议4冗余拓扑引发的问题基本原理回顾CAM：存放MAC地址表（MAC地址和出接口，VLAN对应关系）静态配置通过学习源MAC，创建MAC地址表二层协议：IGMP，GMRP交换：依据MAC地址表转发，未命中则泛洪MAC地址老化冗余拓扑存在的问题形成二层环路广播风暴重复的单播帧交换机MAC地址表不稳定5STP使用的算法—STA第一步：选举根桥无VLAN环境，一个广播域一个根桥有VLAN环境，一个VLAN一个根桥第二步：计算到根桥的路径第三步：配置端口角色根端口（Rootports，RP）指定端口（Des

4、ignatedports，DP）非指定端口（Non-designatedports,NP）6选举根桥确定最佳路径确定端口角色7选举根桥（RootBridge）每个生成树实例（交换LAN或广播域）都有一台交换机被指定为根桥。根桥是所有生成树计算的参考点，用以确定哪些冗余路径应被阻塞。选举方法：交换BPDU（网桥协议数据单元，STP产生）BID（BridgeID,桥ID）最小者当选为根桥8BPDU封装封装的是802.3帧，而非以太网Ⅱ型帧目的MAC为01:80:C2:00:00:00(组播)BPDU包含12个

5、字段，这些字段涵盖了所需的路径和优先级信息，STP便利用这些信息来确定根桥以及到根桥的路径。MAC帧首部LLC首部BPDUFCS9BPDU（RID,BID）前四个字段标识协议、版本、消息类型和状态标志。接下来的四个字段用于标识根桥以及到根桥的路径开销。最后四个字段全是计时器字段，用于确定BPDU消息的发送频率和保持时间。10在wireshark中观察BPDU11BID组成BID和RID格式一样，都由3个域组成即优先级+扩展系统ID+MAC地址上面是根网桥的ID,下面是网桥自己的ID12BID（带/不带扩展

6、系统ID）13选组长游戏每个人每分钟和自己的左右两边的人交换一次卡片，两行都要填写，第一次把自己当组长。每次收到别人给自己的卡片时，比较新旧卡片中组长的RID，用更小的RID构造新卡片发给左右两边的人。经过若干次这样的交换，组长即可选出。游戏一直进行下去，若某人的优先级改变，或者有新人加入该组，都有机会成为组长，但同一组不可能有两个组长。51组长的身份证号51自己的身份证号自己的BID组长的RID游戏用卡片BPDU游戏规则：14根桥由桥优先级和MAC地址决定由BID组成可知，“BID最小者成为RB”实际上

7、可理解为：桥优先级最小的成为RB桥优先级相同时，MAC地址最小的成为根桥对于每个VLAN，其交换的PBDU的BID字段的VLAN-ID值是一样的，MAC地址固定不变，唯一能干预根桥选举结果的就是修改桥优先级。15干预选举的方法一由于桥优先级只占4bit，修改优先级的命令只能对这4比特进行修改。所以调整优先级的增量应是212=4096的整数倍。具体设置时，可以增量调整，也可以直接设置为P=nx212,其中n=0,1,2,…15，两方法效果相同，但要注意若最终的值超出范围或与上述公式不符都无效。将交换机中vl

8、anX的桥优先级设置为PSwitch(config)#spanning-treevlanXpriorityP注：其中P=4096n，注意实际优先级是P而非n或者P+VID即便P=0，也不能断言它一定是最终的根桥16干预选举的方法二Switch(config)#spanning-treevlan1root?primaryConfigurethisswitchasprimaryrootforthisspanningtreeseco