1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.华为路由交换精英培训之 STP美河学习在线 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 2前 言I. 生成树协议可以实现局域网中冗余链路的阻塞，环路的消除。II. 生成树协议主要包括 STP、 RSTP和 MSTP。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 3培训目标生成树协议基本原理生成树协议配置命令生成树协议 排错能力增强应试能力HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confident
2、ial 4生成树协议原理描述生成树协议配置命令生成树协议故障诊断生成树协议备考建议目 录原理 命令 排障 建议HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 5生成树协议原理描述生成树协议原理描述 STP基本原理 RSTP基本原理 MSTP基本原理生成树协议配置命令生成树协议故障诊断生成树协议备 考建议原理 命令 排障 建议HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 6STP基本原理生成树协议原理描述 STP基本原理 STP出现背景 STP基本概念 STP拓扑计算 STP端口状态 STP
3、拓扑改变 STP的不足 RSTP基本原理 MSTP基本原理生成树协议配置命令生成树协议故障诊断生成树协议备考建议原理 命令 排障 建议HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 7STP出现背景STP出现背景 局域网络中容易产生广播风暴和 MAC地址表震荡 STP可消除局域网中环路原理 命令 排障 建议S1 S2PC1PC2port 1port 2port 1port 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 8STP基本概念STP 遵循标准 STP遵循 IEEE std 802
4、.1D标准 基本思想 STP根据网络拓扑构建无回路的树 实现方法 STP通过阻塞适当的端口来避免环路原理 命令 排障 建议S2 S3S1阻塞端口消除环路HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 9STP基本概念 重要概念原理 命令 排障 建议根桥 桥 ID足校的网桥根端口 去往根桥路径开销最小的端口，只有根桥没有根端口指定端口 每一个网段选择到根桥最近的网桥作为指定桥，该网桥到这个网段的端口为指定端口Alternate端口 既不是根端口，又不是指定端口S2 S3S1根桥指定桥 S1指定桥 S2RPDPRPDP DPAPHUAWEI TE
5、CHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 10STP基本概念 配置 BPDU原理 命令 排障 建议配置 BPDU 传递根桥 ID，累计根路径开销，发送设备 BID，发送端口 PID等参数 由根桥周期（ hello time）发送 发送目的为组播 MAC地址 01-80-C2-00-00-00 老化时间为 Max Age BPDU消息字段 BPDU消息说明Protocol Identifier 总是为 0Protocol Version Identifier 总是为 0BPDU Type BPDU类型Flags 标识位Root Identifier 当前根
6、桥的 BIDRoot Path Cost 本端口累计到根桥的开销Bridge Identifier 本交换设备的 BIDPort Identifier 发送该 BPDU的端口 IDMessage Age 该 BPDU的消息年龄Max Age 消息老化年龄Hello Time 发送两个相邻 BPDU的时间间隔Forward Delay 控制 Listening和 Learning状态的持续时间STP优先级向量HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 11STP拓扑计算 选举根桥原理 命令 排障 建议S1Priority=0S2Priori
7、ty=10,0,0,portA1,0,1,portB选举根桥 初始状态所有交换机所有端口处于 listening状态 网络中根桥 ID最小的网桥被选为根桥PortA PortBHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 12STP拓扑计算 最优配置 BPDU原理 命令 排障 建议最优配置 BPDU处理方法步骤 过程1每个端口将收到的配置消息与自己的配置消息进行比较：如果收到的配置消息优先级较低，则将其直接丢弃，对自己的配置消息不进行任何处理；如果收到的配置消息优先级较高，则用该配置消息的内容将自己配置消息的内容替换掉。2设备将所有端口的配
8、置消息进行比较：根桥 ID较小的配置消息优先级高；若根桥 ID相同，则比较根路径开销，比较方法为：用配置消息中的根路径开销加上本端口对应的路径开销，假设而这之和为 S，则S较小的配置消息优先级高；若根路径开销也相同，则依次比较指定根桥 ID、指定端口 ID、接口配置消息的端口 ID上述比较方法均比小，较小者胜出3 选出最优的配置消息HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 13STP拓扑计算 选举根端口和指定端口原理 命令 排障 建议选举根端口和指定端口过程步骤 过程1 非根桥设备将接收最优配置消息的那个端口定为根端口2设备根据根端口的
9、配置消息和根端口的路径开销，为每个端口计算一个指定端口配置消息：根桥 ID替换为根端口的配置消息的根桥 ID；根路径开销替换为根端口配置消息的根路径开销加上根端口对应的路径开销；发送者 BID替换为自身设备的 ID；发送端口 PID替换为自身端口 ID。3设备将计算出的配置消息与角色待定端口自己的配置消息进行比较：如果计算出的配置消息更优，则该端口被确定为指定端口，其配置消息也被计算出的配置消息替换，并周期性地向外发送；如果该端口自己的配置消息更优，则不更新该端口的配置消息并将该端口阻塞。该端口将不再转发数据，且只接收不发送配置消息。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
10、Huawei Confidential 14STP拓扑计算 确定端口角色 （ 1）原理 命令 排障 建议S2Priority=1S3Priority=2S1Priority=0原端口配置 BPDUPath cost=5Path cost=4Path cost=10PortB1PortB2 PortC2PortC1PortA1 PortA21， 0， 1， Port B11， 0， 1， Port B2 2， 0， 2， Port C22， 0， 2， Port C10， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Hua
11、wei Confidential 15STP拓扑计算 确定端口角色 （ 2）原理 命令 排障 建议1,0,1,PortB22,0,2,PortC2第一轮配置 BPDU交互1， 0， 1， Port B11， 0， 1， Port B2 2， 0， 2， Port C22， 0， 2， Port C10， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A1S2Priority=1S3Priority=2S1Priority=0PortB1PortB2 PortC2PortC1PortA1 PortA2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confide
12、ntial 16STP拓扑计算 确定端口角色 （ 3）原理 命令 排障 建议第一轮配置 BPDU比较结果0， 0， 0， Port A10， 5， 1， Port B2 0， 10， 2， Port C20， 0， 0， PortA20， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A1S2Priority=1S3Priority=2S1Priority=0PortB1PortB2 PortC2PortC1PortA1 PortA2根端口指定端口1， 0， 1， Port B2 1， 0， 1， Port B2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei
13、Confidential 17STP拓扑计算 确定端口角色 （ 4）原理 命令 排障 建议第二轮配置 BPDU交互0,5,1,PortB20,10,2,PortC20， 0， 0， Port A10， 5， 1， Port B2 0， 10， 2， Port C20， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A1S2Priority=1S3Priority=2S1Priority=0PortB1PortB2 PortC2PortC1PortA1 PortA2根端口指定端口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Co
14、nfidential 18STP拓扑计算 确定端口角色 （ 5）原理 命令 排障 建议第二轮配置 BPDU比较结果0， 0， 0， Port A10， 5， 1， Port B20， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A20， 0， 0， Port A1S2Priority=1S3Priority=2S1Priority=0PortB1PortB2 PortC2PortC1PortA1 PortA2根端口指定端口0， 5， 1， Port B20， 9， 2， Port C2阻塞端口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confident
15、ial 19STP拓扑计算 等路径开销计算原理 命令 排障 建议S1BID=0S2BID=4096E0 E1E0 E1cost=100 cost=100S1BID=0S2BID=4096E0 E0E0 E1cost=100 cost=100阻塞端口根端口等路径开销计算HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 20STP拓扑计算 对低优先级 BPDU的处理原理 命令 排障 建议根桥S1BID=0次优 BPDU 非根桥不会主动发送 BPDU 非跟网桥指定端口收到次优 BPDU，则主动发送最优 BPDUS2BID=4096S3BID=8192
16、BPDU每隔 hello timer，根桥发送 BPDU根桥S1BID=0S2BID=4096S3BID=8192BPDU主动发送 BPDUS4BID=32768BPDU次优BPDUHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 21STP端口状态 端口状态引入原理 命令 排障 建议临时环路根桥S1BID=0S2BID=4096S3BID=8192根桥S1BID=0S2BID=4096S3BID=8192根端口指定端口新增链路HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 22STP端口状态
17、 标准端口状态描述原理 命令 排障 建议端口状态 发送 /接收配置 BPDU MAC地址学习 转发数据 作用说明Disable 否 /否 否 否 端口状态为 downBlocking 否 /是 否 否 阻塞端口的最终状态Listening 是 /是 否 否 过渡状态，选举根桥、确定端口角色Learning 是 /是 是 否 过渡状态，构建 MAC地址表Forwarding 是 /是 是 是 只有根端口和指定端口才能进入Forwarding状态标准交换设备端口状态HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 23STP端口状态 华为端口状态描
18、述原理 命令 排障 建议华为交换设备端口状态端口状态 说明Discarding Discarding状态的端口只接收 BPDU报文Learning 处理 BPDU，构建 MAC地址表，不转发用户流量Forwarding 既转发用户流量又处理 BPDU报文HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 24STP端口状态 端口状态转换原理 命令 排障 建议端口状态转换Disabled Blocking LearningForwardingListening1222243 4455HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Hua
19、wei Confidential 25STP拓扑改变 TCN消息原理 命令 排障 建议TCN BPDU 指在下游拓扑发生变化时向上游发送拓扑变化通知，直到根节点 产生条件： 端口状态变为 Forwarding状态，且该设备上至少有一个指定端口 指定端口收到 TCN BPDU，复制 TCN BPDU并发往根桥Bit7 Bit0TCA(topology change acknowledgement flag)TC(topology change flag)保留字段HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 26STP拓扑改变 TCN消息处理原
20、理 命令 排障 建议S1 ROOTTCN消息处理S2S3 S4PC1 Alternate端口链路中断 E1E2E2 E3E2E1E2E1TCNTCATC指定端口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 27STP拓扑改变 收敛时长原理 命令 排障 建议收敛时长 STP时长最长可达 30秒或者 50秒根桥S1BID=0S2BID=4096S3BID=8192根端口指定端口根桥失效Alternate端口根桥S1BID=0S2BID=4096S3BID=8192链路失效HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei
21、Confidential 28STP的不足原理 命令 排障 建议STP的不足 没有对端口状态和端口角色进行细致区分 算法被动，收敛速度过慢 极不适应拓扑频繁变化的网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 29RSTP基本原理原理 命令 排障 建议生成树协议原理描述 STP基本原理 RSTP基本原理 RSTP基本概念 RSTP快速收敛 RSTP拓扑改变 RSTP与 STP互操作 MSTP基本原理生成树协议配置命令生成树协议故障诊断生成树协议备考建议HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential 30RSTP基本概述 与 STP不同RSTP与 STP的不同 增加端口角色 减少端口状态 充分利用 BPDU中的 Flag字段 对 BPDU的处理方式发生了改变 提高收敛速度 增加了保护功能原理 命令 排障 建议
