第二章 STP协议.PPT

page1 53 第1章内容回顾 vtp协议的功能vtp的工作原理vtp域vtp运行模式vtp通告vtp修剪vtp的配置 stp协议 第2章 page3 53 本章目标 能够通过配置交换机的网桥优先级 来选择合适的根网桥 使网络的整体稳定性提高能够通过pvst的配置实现交换网络的负载分担理解stp的工作原理了解pvst与cst的区别掌握pvst的配置命令能够正确的配置上行速链路和速端口能够配置ethernetchannel page4 53 本章结构 stp协议 page5 53 交换机工作原理 根据mac地址表转发数据帧 如果地址未知 则广播 a b aa bb a查mac地址表 目的地址在表中不存在 a广播这个数据帧 c page6 53 广播风暴的产生 当网络中存在物理环路 会产生广播风暴 a aa bb b c a查mac地址表 目标地址在表中不存在 a广播这个帧 b与c查mac地址表 未知目标地址 b与c广播该帧 形成双向广播环 广播永远不会停止 产生广播风暴 广播风暴最终会导致网络资源耗尽 交换机死机 page7 53 stp协议介绍 stp spanningtreeprotocol 生成树协议 逻辑上断开环路 防止广播风暴的产生当线路出现故障 断开的接口被激活 恢复通信 起备份线路的作用 a b c page8 53 stp的算法 stp将一个环形网络生成无环拓朴的步骤 选择根网桥 rootbridge 选择根端口 rootports 选择指定端口 designatedports 网桥是交换机的前身 由于stp是在网桥基础上开发的 因此现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语 第一步 选择根网桥 page9 53 选择根网桥的依据 网桥id bid 网桥id是唯一的 交换机之间选择bid值最小的交换机作为网络中的根网桥 网桥优先级 网桥的mac地址 2字节 6字节 取值范围 0 65535缺省值 32768 选择根网桥的目的是为了给将生成的树形结构确定一个树根 page10 53 stp选择根网桥举例 根据网桥id选择根网桥 a b c 优先级 4096mac地址 000d 2800 b100 优先级 32768mac地址 000d 2800 b101 优先级 32768mac地址 000d 2800 b102 rootbridge 下一步 选择根端口 以本拓朴为例 介绍stp的计算过程 page11 53 选择根端口的依据 在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口选择根端口的依据是 根路径成本最低直连的网桥id最小端口id最小 page12 53 根路径成本 根路径成本 是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和 rootbridge 路径成本 19 路径成本 100 c b a port1 c的port1根路径成本 19 100 119 page13 53 路径成本 路径成本根据链路带宽的高低规定 page14 53 端口id 端口id的组成 端口优先级 端口编号 8位 8位 取值范围 0 255缺省值 128 page15 53 100m stp选择根端口举例 在非根桥上 选择一个根端口 rp a b c 优先级 4096mac地址 000d 2800 b100 优先级 32768mac地址 000d 2800 b101 优先级 32768mac地址 000d 2800 b102 rootbridge 下一步 选择指定端口 100m 100m rootport rootport 在b和c上 到达a最近的端口是b和c的根端口 page16 53 选择指定端口的依据 在每个网段上 选择1个指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口 根路径成本最低端口所在的网桥的id值较小端口id值较小 page17 53 stp选择指定端口举例 在每个网段选择1个指定端口 dp 100m a b c 优先级 4096mac地址 000d 2800 b100 优先级 32768mac地址 000d 2800 b101 优先级 32768mac地址 000d 2800 b102 rootbridge 100m 100m rootport 这个端口既不是根端口 也不是指定端口 stp将这个端口阻塞 block 在这个网段上 b的网桥id较小 所以b上的端口为指定端口 dp dp dp 根网桥上的端口都是指定端口 page18 53 stp计算结果 经过stp计算 最终的逻辑结构为无环拓朴 100m a b c 优先级 32768mac地址 000d 2800 b101 优先级 32768mac地址 000d 2800 b102 100m 优先级 4096mac地址 000d 2800 b100 备份线路 page19 53 stp举例 d c a b bid 32768000d 2800 b100 bid 32768000d 2805 c100 bid 32768000d 2810 d100 bid 32768000d 2811 e100 100m 100m 100m 100m 100m rootbridge rp rp rp dp dp dp block page20 53 经过stp计算后的逻辑拓朴 d c a b bid 32768000d 2800 b100 bid 32768000d 2805 c100 bid 32768000d 2810 d100 bid 32768000d 2811 e100 100m 100m 100m rootbridge page21 53 bpdu 桥协议数据单元 交换机之间使用bpdu来交换stp信息bpdubridgeprotocoldataunit 桥协议数据单元使用组播发送bpdu 组播地址为 01 80 c2 00 00 00bpdu分为2种类型 配置bpdu 用于生成树计算拓朴变更通告 tcn bpdu 用于通告网络拓朴的变化 有没有想过 交换机怎么知道其他交换机的网桥id 怎么知道哪个端口的根路径成本最小 page22 53 bpdu包含的关键字段 page23 53 100m stp使用bpdu选择根网桥2 1 100m a c 网桥id 32768 000d 2800 b101 网桥id 32768 000d 2800 b102 网桥id 4096 000d 2800 b100 b 交换机启动时 假定自己是根网桥 在向外发送的bpdu中 根网桥id字段填写自己的网桥id 100m page24 53 100m 100m stp使用bpdu选择根网桥2 2 100m a c 当接收到其他交换机发出的bpdu后 比较网桥id 选择较小的添加到根网桥id中 100m a b 100m 网桥id 32768 000d 2800 b101 网桥id 32768 000d 2800 b102 网桥id 4096 000d 2800 b100 当全网所有的交换机接收到全部的bpdu并作比较后 就可以选择出唯一的一个根网桥 page25 53 stp使用bpdu计算根路径成本2 1 100m 100m 100m a c a b 根网桥发送根路径成本为0的bpdu 100m rootbridge 网桥id 32768 000d 2800 b101 网桥id 32768 000d 2800 b102 网桥id 4096 000d 2800 b100 page26 53 rootbridge a stp使用bpdu计算根路径成本2 2 其他交换机接收到根网桥的bpdu后 在根路径成本上添加接收接口的路径成本 然后转发 100m 100m 100m a c 100m b 交换机保存接口的根路径成本到内存中 网桥id 32768 000d 2800 b101 网桥id 32768 000d 2800 b102 网桥id 4096 000d 2800 b100 page27 53 生成树端口的状态 交换机端口的5种stp状态 page28 53 生成树计时器 20秒 20秒 15秒 35秒 15秒 50秒 阻断 倾听 转发 学习 最大寿命 转发延迟 转发延迟 交换机开机需要等待30秒时间开始转发数据当某个正在使用的链路断掉 阻塞的端口需要50秒时间开始转发数据 page29 53 阶段总结 如何确定哪些端口被block 哪些端口的状态为forward选举根网桥选举根端口选举指定端口生成树端口的状态生成树计时器 page30 53 vlan与stp vlan3 vlan2 vlan2 vlan1 vlan1 vlan3 标准的生成树协议 cst 不考虑vlan 经过stp计算 会有一条链路被断开 page31 53 pvst 按vlan生成树 pvst是cisco私有的 为每个vlan构造一棵生成树 vlan3 vlan2 vlan2 vlan1 vlan1 vlan3 page32 53 pvst pvst 区域 pvst区域 pvst cisco私有可以与cst互操作用来连接pvst与cst区域 page33 53 pvst的配置 生成树自动运行 为什么还要进行配置 page34 53 配置网络中比较稳定的交换机为根网桥利用pvst实现网络的负载分担 pvst在实际中的应用 v1 v10 vlan1 5的根网桥 vlan6 10的根网桥 v1 v10 v1 v10 vlan1 5的根端口 vlan1 5数据的流向 vlan6 10的根端口 vlan6 10数据的流向 接入交换机 page35 53 pvst的配置命令2 1 启用生成树switch config spanning treevlanvlan list设置根网桥switch config spanning treevlanvlan listrootprimary secondary修改网桥的优先级switch config spanning treevlanvlan listprioritybridge priority 设置为根网桥后 优先级变成24576 优先级的值为4096的倍数 page36 53 pvst的配置命令2 2 修改端口成本switch config if spanning treevlanvlan listcostcost修改端口优先级switch config if spanning treevlanvlan listport prioritypriority配置上行速链路switch config spanning treeuplinkfast配置端口速链路switch config if spanning treeportfast page37 53 pvst配置的查看 查看生成树的配置switch showspanning tree查看某个vlan的生成树详细信息switch showspanning treevlanvlan iddetail page38 53 pvst配置实例11 1 c a b d port24 port24 port23 port23 port22 port23 port23 port22 port22 port22 32768 000d 28bf 4b40 32768 0013 6007 6a00 32768 000d 2861 b100 32768 000d 28bf 1140 缺省情况下的stp rootbridge block 希望的配置结果 vlan1 4 vlan1 4 vlan1 2的根网桥 vlan3 4的根网桥 page39 53 pvst配置实例11 2 配置swa为vlan1和2的根网桥swa config spanning treevlan1rootprimaryswa config spanning treevlan2rootprimary配置swb在vlan3和4中优先级为4096swb config spanning treevlan3priority4096swb config spanning treevlan4priority4096 page40 53 pvst配置实例11 3 查看配置结果swb showspanning treevlan0001spanningtreeenabledprotocolieeerootidpriority24577address000d 28bf 4b40cost19port24 fastethernet0 24 hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secbridgeidpriority32769 priority32768sys id ext1 address0013 6007 6a00hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secagingtime300interfacerolestscostprio nbrtype fa0 22altnblk19128 22p2pfa0 23altnblk19128 23p2pfa0 24rootfwd19128 24p2p 根网桥的信息 自己的信息 本地接口的信息 vlan1的根网桥为swa 优先级为24576 vlanid 端口22和23阻塞 24为根端口 vlan2的生成树信息 page41 53 pvst配置实例11 4 vlan0002spanningtreeenabledprotocolieeerootidpriority24578address000d 28bf 4b40cost19port24 fastethernet0 24 hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secbridgeidpriority32770 priority32768sys id ext2 address0013 6007 6a00hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secagingtime300interfacerolestscostprio nbrtype fa0 22altnblk19128 22p2pfa0 23altnblk19128 23p2pfa0 24rootfwd19128 24p2p page42 53 pvst配置实例11 5 c d port24 port24 port23 port23 port22 port23 port23 port22 port22 port22 24576 000d 28bf 4b40 32768 0013 6007 6a00 32768 000d 2861 b100 32768 000d 28bf 1140 vlan1 2的逻辑拓朴 vlan1 4 vlan1 4 vlan1 2的根网桥 b a page43 53 pvst配置实例11 6 查看配置结果 vlan3 4 swa showspanning treevlan0003spanningtreeenabledprotocolieeerootidpriority4099address0013 6007 6a00cost19port24 fastethernet0 24 hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secbridgeidpriority32771 priority32768sys id ext3 address000d 28bf 4b40hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secagingtime300interfacerolestscostprio nbrtype fa0 22altnblk19128 22p2pfa0 23altnblk19128 23p2pfa0 24rootfwd19128 24p2p vlan4的生成树信息 page44 53 pvst配置实例11 7 vlan0004spanningtreeenabledprotocolieeerootidpriority4100address0013 6007 6a00cost19port24 fastethernet0 24 hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secbridgeidpriority32772 priority32768sys id ext4 address000d 28bf 4b40hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secagingtime300interfacerolestscostprio nbrtype fa0 22altnblk19128 22p2pfa0 23altnblk19128 23p2pfa0 24rootfwd19128 24p2p page45 53 pvst配置实例11 8 c d port24 port24 port23 port23 port22 port23 port23 port22 port22 port22 32768 000d 28bf 4b40 4096 0013 6007 6a00 32768 000d 2861 b100 32768 000d 28bf 1140 vlan3 4的逻辑拓朴 vlan1 4 vlan1 4 vlan3 4的根网桥 b a page46 53 pvst配置实例11 9 配置交换机c上连接主机的端口为速端口swc config interfacerangefastethernet0 1 20swc config if range spanning treeportfast warning portfastshouldonlybeenabledonportsconnectedtoasinglehost connectinghubs concentrators switches bridges etc tothisinterfacewhenportfastisenabled cancausetemporarybridgingloops usewithcaution portfastwillbeconfiguredin20interfacesduetotherangecommandbutwillonlyhaveeffectwhentheinterfacesareinanon trunkingmode page47 53 pvst配置实例11 10 在交换机c上配置上行速链路swc config spanning treeuplinkfast page48 53 pvst配置实例11 11 配置了上行速链路后查看生成树信息swc showspanning treevlan0001spanningtreeenabledprotocolieeerootidpriority24577address000d 28bf 4b40cost3019port23 fastethernet0 23 hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secbridgeidpriority49153 priority49152sys id ext1 address000d 2861 b100hellotime2secmaxage20secforwarddelay15secagingtime300uplinkfastenabledinterfacerolestscostprio nbrtype fa0 22altnblk3019128 22p2pfa0 23rootfwd3019128 23p2p 根路径成本增加了3000 网桥优先级变成了49152 端口22从转发变为阻塞 端口的路径成本为3019 stp配置演示 page49 53 ethernetchannel 以太通道 ethernetchannel 以太通道多条线路负载均衡 带宽提高容错 当一条线路失效时 其他线路通信 不会丢包 4条线路捆绑 当作一条线路使用 以太通道常用于骨干交换机之间的互联或接入交换机上连骨干交换机的线路 配置为以太通道的接口 必须物理特性相同 page