1、Page 1,本课程介绍STP（生成树协议）和RSTP（快速生成树协议）的原理与配置。STP运行于以太网交换机上，为解决交换网络中的环路问题在网络上修剪出一棵无环的树。 RSTP是STP的升级版本，与STP相比，最显著的特点就是通过新的机制，加快了收敛速度。,前 言,Page 2,学习完此课程，您将会：描述STP生成树基本计算过程描述配置BPDU在计算过程中的作用描述RSTP的基本计算过程描述RSTP端口状态的迁移,目 标,Page 3,内容介绍,第1章 环路引起的问题第2章 生成树基本计算过程第3章 配置BPDU第4章 RSTP原理与配置,Page 4,交换机转发流程回顾,E0/2,E0/3
2、,E0/5,E0/6,00-0D-56-BF-88-10,00-0D-56-BF-88-20,PCA,SWA,SWB,PCB,Page 5,环路引起的问题之一 广播风暴,PCA,SWA,SWB,广播,Page 6,交换机学习MAC地址表回顾,E0/2,E0/3,E0/5,E0/6,00-0D-56-BF-88-10,00-0D-56-BF-88-20,PCA,SWA,SWB,PCB,Page 7,环路引起的问题之二 MAC地址表不稳定,E0/3,E0/4,E0/5,E0/6,PCA,SWA,SWB,00-0D-56-BF-88-10,E0/2,00-0D-56-BF-88-10,E0/2,00
3、-0D-56-BF-88-10,E0/4,错误目的端口,Page 8,为什么引入生成树协议,通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路恢复网络连通性,ROOT,LAN A,LAN B,LAN C,LAN D,LAN E,Page 9,第1章 环路引起的问题第2章 生成树基本计算过程第3章 配置BPDU第4章 RSTP原理与配置,内容介绍,Page 10,生成树协议的基本原理,基本思想：在网桥之间传递特殊的消息（配置消息），包含足够的信息做以下工作：从网络中的所有网桥中，选出一个作为根网桥（Root）计算本网桥到根网桥的最短路径对每个LAN，选出离根
4、桥最近的那个网桥作为指定网桥，负责所在LAN上的数据转发网桥选择一个根端口，该端口给出的路径是此网桥到根桥的最佳路径选择除根端口之外的包含于生成树上的端口（指定端口）,Page 11,LANE,生成树基本计算过程选举根交换机,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,Root Bridge,Page 12,生成树基本计算过程选举非根交换机的根端口,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc1
5、6-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,Root Bridge,Root Port,Root Port,Page 13,生成树基本计算过程选举网段的指定端口,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,LANA的指定端口,LANB的指定端口,Root,LAND的指定端口,LANE的指定端口,LANC的指定端口,Alternate Port,Page 14,交换机端口角色,Page 1
6、5,新预备端口暂未停止转发,可能的临时环路,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,Root,E0/1,预备端口,根端口,E0/1,E0/2,SWD,新Root,指定端口,E0/2,新指定端口,新根端口,Page 16,Forwarding,端口状态变换,Disabled,Learning,端口开启,端口禁用,端口禁用,端口禁用,端口禁用,Listening,Blocking,Page 17,端口状态描述,Page 18,STP基本配置物理拓扑,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,Root,LANC的指定端口,E0/10,E0/20
7、,E0/10,E0/20,E0/10,E0/20,Page 19,STP基本配置配置命令,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,Root,LANC的指定端口,E0/10,E0/20,E0/10,E0/20,E0/10,E0/20,Quidwaysysname SWASWAstp enable SWAstp mode stpSWAstp priority 4096,Quidwaysysname SWBSWBstp enable SWBstp mode stpSWBstp priority 8192,Quidwaysysname SWCSWCstp enable
8、 SWCstp mode stp,E0/24,Page 20,STP基本配置验证STP全局状态,SWCdisplay stp Protocol mode: IEEE compatible STP bridge ID (Pri.MAC): 32768.00e0-fc41-43b9 The bridge times: Hello Time 2 sec, Max Age 20 sec, Forward Delay 15 sec Root bridge ID(Pri.MAC): 4096.00e0-fc41-4259 Root path cost: 200 Bridge bpdu-protection
9、: disabled Timeout factor: 3,Page 21,STP基本配置验证STP端口信息,SWCdisplay stp interface Ethernet 0/20 Port 20 (Ethernet0/20) of bridge is Forwarding Port spanning tree protocol: enabled Port role: Root Port Port path cost: 200 Port priority: 128 Designated bridge ID(Pri.MAC): 4096.00e0-fc41-4259 The Port is
10、a non-edged port Connected to a point-to-point LAN segment Maximum transmission limit is 3 Packets / hello time Times: Hello Time 2 sec, Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec, Message Age 0 BPDU sent: 4 TCN: 2, RST: 2, Config BPDU: 0 BPDU received: 806 TCN: 0, RST: 11, Config BPDU: 795,Page 22,内容介绍,第1
11、章 环路引起的问题第2章 生成树基本计算过程第3章 配置BPDU第4章 RSTP原理与配置,Page 23,配置BPDU（Configuration BPDU）的封装与内容,用于检测最优配置BPDU,Page 24,配置BPDU中的重要参数,比较次序：Root Identifier Root Path Cost Bridge IdentifierPort Identifier,值越小越优先,Page 25,STP实例初始化全局参数和端口参数,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-425
12、9,Root,E1,E2,E3,Page 26,STP实例收到更优配置BPDU并记录在端口参数中,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,Root,E1,E2,E3,E2端口初始化参数,BPDU中的参数,E1,修改后的E2端口参数,Page 27,计算根交换机、根端口和根路径开销,LANE,LANB,LANC,SWC,E1,E2,E3,E1端口参数,E2端口参数,E3端口参数,修正后的全局参数,根端口,Page 28,选择指定端口,LANE,LANB,LANC,SWC,E1,E
13、2,E3,E1端口参数,E3端口参数,全局参数,根端口,指定端口,指定端口,Page 29,更新指定端口参数,LANE,LANB,LANC,SWC,E1,E2,E3,E1端口参数,E3端口参数,全局参数,指定端口,指定端口,Page 30,收到新的配置BPDU,LANE,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,Root,E1,E2,E3,E1端口参数,BPDU中的参数,E1,修改后的E1端口参数,E1,Page 31,重新计算根交换机、根端口和根路径开销,LANE,LANB,LANC,S
14、WC,E1,E2,E3,E1端口参数,E2端口参数,E3端口参数,修正后的全局参数,根端口,Page 32,重新计算指定端口并更新指定端口参数,LANE,LANB,LANC,SWC,E1,E2,E3,E2端口参数,E3端口参数,全局参数,预备端口,根端口,指定端口,Page 33,在指定端口上发送配置BPDU,LANE,LANB,LANC,SWC,E1,E2,E3,E3端口参数,全局参数,预备端口,根端口,指定端口,配置BPDU中的参数,Page 34,Root,泛洪拓扑改变信息,LAND,拓扑改变通知BPDU,拓扑改变确认配置BPDU,拓扑改变配置BPDU,SWA,SWB,SWC,Page
15、35,内容介绍,第1章 环路引起的问题第2章 生成树基本计算过程第3章 配置BPDU第4章 RSTP原理与配置,Page 36,生成树协议的不足,端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forward Delay时间，所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的Forward Delay时间，才能恢复连通性。如果网络中的拓朴结构变化频繁，网络会频繁的失去连通性，这样用户就会无法忍受。,Page 37,快速生成树协议RTP,快速生成树协议是从生成树协议发展而来，实现的基本思想一致；快速生成树具备生成树的所有功能；快速生成树改进目的就是当网络拓扑结构发生变化时，尽可能快的恢复网络的连通性。,Page 3
16、8,RSTP交换机端口角色,Page 39,STP与RSTP端口的比较,Page 40,预备端口和备份端口,SWA,SWB,SWC,LANA,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,Root Bridge,SWD,32768.00e0-fc22-715a,Designated Port,Designated Port,E0/1,E0/2,Alternate Port,Backup Port,Root Port,Root Port,Root Port,Page 41,交换机端口状态,Page 42,存在环路风险
17、，需要等待其它交换机完成计算,端口状态迁移原则,已确认无环路风险或者已等待足够长时间，可以进行状态迁移,Discarding,Discarding,Forwarding,Forwarding,Page 43,RSTP的改进选举新的根端口,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,LANA的指定端口,LANB的指定端口,Root,LANC的指定端口,预备端口,根端口,新根端口立即转发,Page 44,RSTP的改进选举新的指定端口（边缘端口）,LANE,SWA
18、,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,32768.00e0-fc16-ee43,32768.00e0-fc41-4259,32768.00e0-fc41-43b9,根交换机,边缘端口,Page 45,RSTP的改进选举新的指定端口（ProposalAgreement”机制）,SWA,SWB,SWC,Root,D,E0/1,SWD,D,R,R,D,D,R,A,New Root,D,D,保持转发状态,Proposal,R,D,Proposal,R,A,Agreement,Agreement,进入转发状态,E0/2,E0/1,E0/2,E0/2,E0/1,保持转发状态,Disca
19、rding,进入转发状态,Page 46,协商机制的前提点到点链路,LAN,SWA,SWB,SWC,D,R,D,R,Proposal,Proposal,Agreement,过早进入转发状态,SWD,SWE,Page 47,存在环路风险时的状态迁移,新预备端口暂未停止转发,SWA,LANA,LANB,LANC,SWB,SWC,LAND,Root,E0/1,预备端口,根端口,E0/1,E0/2,SWD,新Root,指定端口,E0/2,新指定端口,新根端口,Page 48,配置RSTP基本配置,SWA,SWB,SWC,LANA,Root,Quidwaysysname SWASWAstp enable
20、 SWAstp mode rstp SWAstp priority 4096,E0/10,E0/10,E0/20,E0/20,E0/10,E0/20,E0/1,D,D,R,D,R,A,D,Quidwaysysname SWBSWBstp enable SWBstp mode rstp SWBstp priority 8192,Quidwaysysname SWCSWCstp enable SWCstp mode rstp,Page 49,配置RSTP配置点到点链路类型,SWA,SWB,SWC,LANA,Root,SWAinterface Ethernet 0/10SWA-Ethernet0/1
21、0stp point-to-point force-true SWA-Ethernet0/10quitSWAinterface Ethernet 0/20 SWA-Ethernet0/20stp point-to-point force-true SWA-Ethernet0/20quit,E0/10,E0/10,E0/20,E0/20,E0/10,E0/20,E0/1,D,D,R,D,R,A,D,Page 50,配置RSTP配置边缘端口,SWA,SWB,SWC,LANA,Root,SWCinterface Ethernet 0/1SWC-Ethernet0/1stp edged-port enable SWC-Ethernet0/1quit,E0/10,E0/10,E0/20,E0/20,E0/10,E0/20,E0/1,D,D,R,D,R,A,D,Page 51,小结,生成树协议如何在网络中计算出一棵无环的树？生成树协议如何解决临时环路问题？生成树协议如何解决拓扑改变引起的MAC地址表错误问题？RSTP的端口角色有那些？RSTP中指定端口上的快速迁移机制前提是什么？,
