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1、第1页,生成树协议原理,第2页,前 言,本PPT主要介绍了生成树协议的技术细节，以及在网络工程中如何来使用生成树协议,适用于对生成树协议有一定了解的工程师和网络维护人员。,第3页,课程目标,通过本课程的学习，您可以掌握如下知识点：生成树协议的工作原理三种生成树(STP、RSTP、MSTP)协议的特性,第4页,提 纲,生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述,第5页,生成树综述,生成树协议的产生背景,LAN 1,LAN 2,存在单点故障,冗余的设计又会带来环路,导致广播风暴,第6页,生成树综述,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、MST
2、P生成树协议所遵循的IEEE标准三种生成树所遵循的IEEE标准分别为STP-IEEE 802.3d，RSTP-IEEE 802.3W，MSTP-IEEE 802.3S,第7页,STP概述,STP是怎样的一个协议呢?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.,LAN 1,LAN 2,该链路处于阻塞状态,该链路重新被激活,第8页,提 纲,生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述,第9页,STP工作原理,SW1,SW2,SW3,第
3、10页,STP工作原理,基本思想:在网桥之间传递配置消息(BPDU),网桥利用收到的配置消息做以下工作: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短路径选择除根端口之外的转发端口（指定端口）,第11页,配置消息介绍,配置消息也被称做桥协议数据单元(BPDU)主要内容包括:根网桥的Identifier(RootID)从本网桥到根网桥的最小路径开销(RootPathCost)发送该配置消息的网桥的Identifier发送该配置消息的网桥的指定端口的Identifier即(RootID,RootPathCos
4、t,BridgeID,PortID),第12页,STP工作原理,SW1,SW2,SW3,Root,第13页,端口状态,第14页,拓扑改变消息的传播,1,2,3,4,4,5,5,拓扑改变通知消息,拓扑改变应答消息,拓扑改变消息,SW1,SW2,SW3,Root,第15页,STP回顾,STP工作原理各种端口状态之间的转换,第16页,提纲,生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述生成树在实际工程中的应用,第17页,STP的不足,当状态发送变化时，网络收敛时间大约需要50S如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁的失去连通性，这样用户将无法忍受。,第18页,RSTP协议概述,RST
5、P（快速生成树协议）是从STP发展而来，实现的基本思想一致；RSTP具备STP的所有功能；RSTP改进的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。,第19页,RSTP改进一,当拓扑发生改变时，在新拓扑中的根端口可以立刻进入转发状态,根端口,指定端口,阻塞端口,RootBridge,第20页,RSTP改进一,新的端口角色的引入替换端口(AlternatePort):根端口的备份口，一旦根端口失效，该口就立刻变为根端口。,RootBridge,根端口,指定端口,替换端口,第21页,RSTP改进一,新的端口角色的引入备份端口(BackupPort)：DesignatePort的备
6、份口，当一个网桥有两个端口都连在一个LAN上，那么高优先级的端口为DesignatedPort，低优先级的端口为BackupPort。,RootBridge,根端口,指定端口,替换端口,备份端口,第22页,RSTP改进二,指定端口可以通过与相连的网桥进行一次握手，快速进入转发状态。,SW1,SW2,proposal,agree,根端口,指定端口,第23页,RSTP改进三,网络边缘的端口，即直接与终端相连，而不是和其他网桥相连的端口可以直接进入转发状态，不需要任何等待时延。,边缘端口，不可能产生环路,第24页,RSTP的性能,第一种改进的效果：发现拓扑改变到恢复连通性的时间可达数豪秒，并且无需传
7、递配置消息。第二种改进的效果：网络连通性可以在交换两个配置消息的时间内恢复，即握手的延时。第三种改进的效果：边缘端口的状态变化不会影响网络连通性，也不会造成环路，因此进入转发状态无延时。,第25页,提纲,生成树协议综述STP协议概述RSTP协议概述MSTP协议概述,第26页,RSTP的不足,RSTP（包括STP）在计算拓扑时，是以交换机为基本单位，与VLAN毫无任何关系，那么在特定的拓扑结构下，就会出现如下问题：,vlan10,vlan10,vlan20,vlan20,vlan10,vlan10,vlan20,vlan20,Discarding,如果在1和2间的链路给Discarding。由于
8、交换机3、4 不包含vlan10，无法转发vlan10 的数据包，这样SW1 的vlan10 就无法与SW2 的vlan10 进行通讯。,SW1,SW2,SW3,SW4,SW1,SW3,SW2,SW4,第27页,RSTP的不足,在实际工程中,如果使用RSTP只能做到冗余备份,无法做到按照VLAN流量来进行负载均衡.,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,第28页,MSTP简介,MSTP是在传统的STP、RSTP 的基础上发展而来的新的生成树协议，本身就包含了RSTP的快速Forwarding 机制。MSTP是基于实例来进行无环拓扑计算，既避免了环路的产生，也能让相同vlan 间的通讯不受影响。,第29页,生成树配置,A,B,C,环路！,环路！,Switch(config)#spanning-tree/开启生成树协议。Switch(config)#no spanning-tree/禁止生成树协议。,Switch(config)#spanning-tree priority 4096/配置设备优先级为4096。数值越低，优先级别越高。,配置生成树优先级：,第30页,谢谢大家！,
