生成树协议原理与应用.doc

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1、生成树协议原理及应用目录1生成树协议综述31.1生成树协议的产生背景31.2生成树协议的分类31.3生成树协议所遵循的IEEE标准32STP协议概述42.1STP工作原理42.2配置消息介绍42.2.1配置消息格式52.2.2配置消息的处理62.2.3配置消息的优先级比较原则62.2.4配置消息处理示例72.3链路故障处理112.3.1链路故障处理示例112.4临时环路的问题122.4.1临时环路的避免122.5端口状态132.5.1端口状态迁移142.6MAC地址消息的生存期152.7拓扑改变消息的传播153RSTP协议概述173.1STP的不足17

2、3.2RSTP改进183.3RSTP的性能213.4RSTP与STP的区别213.5RSTP与STP的兼容213.6RSTP可配置的相关参数223.6.1RSTP相关配置-选择合适根桥233.6.2RSTP相关配置-配置HelloTime233.6.3RSTP相关配置-配置端口的MaxAge233.6.4RSTP相关配置-配置端口的ForwardDelay234MSTP协议概述244.1RSTP的不足244.2MSTP简介254.3MSTP相关概念254.3.1MSTPregion的划分254.3.2MSTP运行示例-IST264.3.3MSTP运行示

3、例-CST385生成树在实际工程中的应用395.1环路预防395.1.1实际应用举例415.2冗余备份425.2.1纯二层冗余备份425.2.2与VRRP结合使用431生成树协议综述1.1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,导致广播风暴如上图所示，单点网络会存在单点故障，但是冗余的网络设计又会导致环路发生，引起广播风暴，造成网络的不稳定。因此诞生了一种叫做生成树的协议来解决该问题。1.2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、MSTP1.3生成树协议所遵循的IEEE标准三种生成树所

4、遵循的IEEE标准分别为STP-IEEE802.3d，RSTP-IEEE802.3W，MSTP-IEEE802.3S2STP协议概述STP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如上图所示，将冗余的链路阻断，形成一个无环的拓扑，并当某条活动链路断开时，激活被阻断的冗余链路以恢复网络的连通。2.1STP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

5、的配置消息做以下工作:1．从网络中的所有网桥中,选出一个作为根网桥(root)2．计算本网桥到根网桥的最短路径3．对每个LAN,选出离根桥最近的那个网桥作为指定网桥,负责所在LAN上的数据转发4．网桥选择一个根端口,该端口给出的路径是次网桥到根桥的最短路径5．选择除根端口之外的转发端口-指定端口2.2配置消息介绍配置消息也被称作桥协议数据单元(BPDU)，它主要包括以下内容：即桥接网络中的根桥ID，从指定网桥到根网桥的最小路径开销，指定网桥ID和指定端口ID四项内容。网桥之间通过传递这些内容就足以能够完成生成树的计算。为了叙述方便，我们可以用矢量形式(

6、RootID，RootPathCost，BridgelD，PortlD)来描述某个网桥所发出的BPDU内容。BridgeID组成，BridgePriority(2bytes)+bridgeMAC(6Bytes)2.2.1配置消息格式字节数域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4RootPathCost8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2ForwarddelayProtocolID:取值0，标识STP协议，占用２个bytes;Version

7、:标准指定为０，占用1个byte；MessageType:填充０值，占用１个byte；Flags:占用１个byte，只用前２个bits，TC(topologychange)位指示拓扑结构改变，TCA（topologychangeacknowledgment)位表示收到对端交换机拓扑改变指示位而做出确认；RootID:根网桥标识，由两部分构成。一部分为RootPriority:占用２个bytes,标识根网桥的优先级，取值为０－65535，默认值一般为32768；另一部分为根网桥的MAC地址，占用６个bytes；CostofPath:路径费用，占用４个by

8、tes，表示从该网桥到根网桥的路径费用总和；BridgeID:本网桥标识，由两部分构成。一部分