网络工程设计CH2-生成树协议.ppt

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1、生成树协议内容1冗余拓扑结构概述2STP基本机制3STP增强机制4RSTP机制5MSTP机制6STP的应用设计与配置1冗余拓扑结构概述STP是LAN交换技术的重要项目。STP服务是园区网的基础逻辑构件。STP是园区网设计的重点内容之一。1.冗余拓扑结构使用的原因2.冗余交换（桥接）拓扑结构带来的问题1.冗余拓扑结构使用的原因冗余拓扑----使用多于正常情况下的连通资源（设备、接口、链路）形成的网络拓扑结构。消除单点故障-----提高容错性、可靠性是网络建设的主要目标之一。故障故障2.冗余交换（桥接）拓扑结构带来的问题冗余链路：出现物理环路。环路造成：a.广播风暴b.帧

2、的反复重传和多个副本c.MAC地址表的不稳定等问题。a.广播风暴发送一个广播帧广播风暴b.帧的反复重传和多个副本HUBHUBXY交换机A交换机B单播c.MAC地址表的不稳定HUBHUBXY交换机A交换机B第一帧环路问题的解决方法---使用STP协议生成无环树主要链路正常时，断开备份链路主要链路出故障时,自动启用备份链路HUBHUBXY交换机A交换机B单播主链路备份链路2STP基本机制1.STP概念2.生成树算法3.生成树协议端口的状态1.STP概念生成树协议（spanning-treeprotocol）由IEEE802.1d标准定义STP持续探测网络，以便在链路、交换

3、机失效或增加时，通过SPA自动重新配置它们的端口，自动切换到备份链路，保证网络的正常通信。STP的作用是通过SPA（生成树算法）在网络中发现物理环路时，并自动地在逻辑上阻塞一个或多个冗余端口，从而获得无环路的拓扑。2.生成树算法IEEE802.1D标准定义了的STP。STP通过网桥协议数据单元（BPDU）传递STA用于计算生成树的有关信息。BPDU：二层报文。目的MAC地址是组播地址：0188-C200-0000包括用于计算生成树的四个参数：RootBridgeID（BID）---本交换机认为的根桥IDRootPathCost---本交换机认为的根路径开销Bridge

4、ID---本交换机的桥IDPortID---发送该BPDU的端口ID等信息生成树工作机制1.网络中选择了一个交换机为根交换机（RootBridge）；2.每个交换机都计算出了到根交换机（RootBridge）的最短路径；3.所有非根交换机都有一个根口（RootPort），即提供最短路径到根交换机（RootBridge）的端口；4.每个LAN都有了指定交换机（DesignatedBridge），位于该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连的端口称为指定端口（Designatedport）；6.其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking或Discar

5、ding）。5.根口（Roorport）和指定端口（Designatedport）进入转发Forwarding状态；STP收敛的3个阶段阶段1：选举根桥(RootBridge)。阶段2：选举根端口(RootPorts)。阶段3：选举指定端口(DesignatedPorts)。注意：根端口在交换机内接口间比较并选举；指定端口在交换机的连接端口间比较并选举；收敛就是确定了根桥和所有的根端口及指定端口,就此阻塞冗余端口，消除环路判定最佳路径的四个步骤步骤1：确定根桥(RootBridge)步骤2：计算到根桥的最小路径开销步骤3：确定最小的发送BID(SenderBID)步骤

6、4：确定最小的端口ID(PortID)注意：每次重新确定根桥，就要计算一次最小路径开销，并重新选举根端口和指定端口。最佳路径即经由一串指定端口、根端口到达根桥的路径。步骤3、4只在需要时才启用。收敛过程中的BPDU交换交换机启动每2秒发送BPDUR.BID=BID,R.Cost=0认自为根，并宣告收到来自X更好的BPDU?接收端口存储该更佳BPDU,停发原BPDU以每个收到的最佳BPDU按4个步骤重新计算根桥和最佳路径,修改BPDU参数并转发BPDUNY步骤1：根交换机的选择BridgeID最小的交换机为根交换机；BridgeID：每个交换机唯一的桥ID，由交换机优先

7、级和Mac地址组合而成；交换机优先级和Mac地址越小则BridgeID就越小。比较两个BID的原则如下：假设(s，t)和(u,v)代表两个BID，(优先级，MAC地址)当且仅当:s