网络互联及路由器技术08.ppt

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1、第8章生成树协议第8章生成树协议学习目的与要求：冗余链路是为了提高网络的可用性、减少网络故障时间的重要措施。但交换机的基本工作原理导致了这样的设计可能会在交换网络中产生广播风暴等问题。本章介绍在交换网络中既能保证冗余链路以提供链路备份，又能避免环路、广播风暴等问题产生的技术——生成树技术。学完本章，你将能够：设计冗余链路配置生成树协议第8章生成树协议8.1交换网络中的冗余链路8.2生成树协议8.3快速生成树协议8.4VLAN快速生成树协议8.5多实例生成树协议8.6生成树协议的配置命令8.7生成树协议的配置实例本章小结本章实

2、训本章习题8.1交换网络中的冗余链路本节主要介绍了交换网络中的冗余链路的必要性以及其带来的环路问题的危害性。1.冗余链路的必要性在由许多交换设备组成的网络环境中，为了提高网络的可用性，保证各种网络终端包括服务器在内的设备间正常通信，绝大多数情况下我们常在交换网络中采用多条链路连接交换设备，形成备份链接来保证线路上的单点故障不会影响正常网络的通信。备份连接也叫备份链路或冗余链路。如图8-1（b）所示，交换机SW1与交换机SW2之间的链路就是一个备份连接。在主链路（SW1与SW3的之间的链路或者SW2与SW3之间的链路）出故障时

3、，备份链路自动启用，从而提高网络的整体可靠性。SW1SW3SW2故障故障SW图8-1(a)单点故障8-1(b)备份链路2.环路的危害性广播风暴多帧复制MAC地址表的不稳定8.2生成树协议本节主要介绍了生成树协议的功能以及生成树协议的原理。8.2.1生成树协议的功能生成树协议的主要功能就是为了解决网络中由于备份连接所产生的环路问题。当网络中有环路时，生成树协议通过生成树算法（SpanningTreeAlgorithm，SPA）生成一个没有环路的网络，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路，保证网络的正常通信。具体的实现方

4、法是：生成树协议通过在交换机上运行SPA算法，先使冗余端口置于“阻塞状态”，这样可使网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；而当这个链路出现障碍时，生成树协议将会重新计算出网络的最优链路，将原处于“阻塞状态”的部分端口重新打开，从而确保网络连接的稳定性和可靠性。8.2.2生成树协议的原理1．生成树协议的基本原理生成树协议的主要思想就是当网络中存在环路时，通过一定的算法将交换机的某些端口进行阻塞，从而使网络形成一个无环路的树状结构。具体实现如下：网络中选择了一个交换机为根交换机（RootBridge）。每个交换机都计算出了到

5、根交换机（RootBridge）的最短路径。除根交换机外的每个交换机都有一个根口（RootPort），即提供最短路径到RootBridge的端口。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）。根口（Rootport）和指定端口（Designatedport）进入转发(Forwarding)状态。其他的冗余端口就处于阻塞状态（Forwardign或Discarding）。8.2.2生成树协议的原理

6、2．生成树协议的工作过程SW1Priority:80-00(00-00-0C-AA-AA-AA)SW2Priority:80-00(00-00-0C-BB-BB-BB)SW3Priority:80-00(00-00-0C-CC-CC-CC)Port1Port2Port1Port2Port1Port2PathCost：4PathCost：4PathCost：10图8-2STP工作过程8.2.2生成树协议的原理2．生成树协议的工作过程（1）在网络中选择一个交换机为根交换机（RootBridge）正如所有的树都有树根，生成树也需要

7、一个根，这通过在网络中选择一个根交换机来实现。在网络中，所有的交换机都分配了一个优先级别，具有最小优先级别的交换机将成为根交换机。如果所有交换机的优先级别都相同，则具有最小MAC地址的交换机会成为根交换机。一开始所有交换机都通过发送带有自身交换机ID和优先级别的hello数据包声称自己是根交换机，如果有一个交换机收到另一个交换机的hello数据包，发现对方比自己更适合成为根交换机时，就停止声明自己是根交换机，而开始转发这个更好的交换机的hello数据包，最终将有一个交换机在选举中胜出，所有的交换机都支持该交换机成为根交换机。

8、8.2.2生成树协议的原理2．生成树协议的工作过程（2）根端口的选择除根交换机以外的的每台交换机都将选择一个根端口(RootPort)，或者说是选择一个“最靠近”根交换机的端口，这是通过判断出有最小根路径成本(LowestRootPathCost)的端口实现的。所谓端口根路径成本是指从该端