华为生成树协议原理课件

华为生成树协议原理课件Contents目录生成树协议概述STP（SpanningTreeProtocol）原理RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）原理MSTP（MultipleSpanningTreeProtocol）原理生成树协议概述010102生成树协议的定义它通过禁用某些网络链接来保证一棵无环的树结构，从而防止广播风暴并提高网络的可靠性。生成树协议是一种网络协议，用于在互联网络中构建一棵生成树，以消除环路并实现网络的冗余备份。消除网络环路通过构建一棵生成树，生成树协议能够消除网络中的环路，防止广播风暴的产生。提高网络可靠性生成树协议能够在主路径故障时，快速切换到备份路径，提高网络的可靠性。优化网络性能生成树协议能够优化网络的性能，提高数据传输的效率。生成树协议的作用生成树协议的原理01生成树协议通过选择一条最优路径作为主路径，其他路径作为备份路径。02在数据传输过程中，主路径用于数据传输，备份路径处于备用状态。当主路径故障时，生成树协议能够快速切换到备份路径，保证网络的正常运行。03STP（SpanningTreeProtocol）原理02STP（SpanningTreeProtocol）是一种用于防止网络环路的协议，通过禁用某些网络连接来保证网络的连通性和可靠性。定义STP基于“根桥”和“路径开销”两个基本概念，通过计算到达根桥的路径开销，选择最优路径，并禁用其他路径，以消除环路。基础概念STP采用了一种基于Bellman-Ford算法的算法，通过向所有桥发送配置消息来计算路径开销，并最终确定根桥和各个桥的角色。算法STP的原理STP的工作过程启动当网络中的某个桥启动STP时，它会向所有其他桥发送配置消息，包含自己的ID和到达根桥的路径开销。确定其他桥的角色根据与根桥的距离，其他桥被分为指定桥和备用桥。距离根桥最近的指定桥负责转发数据流量，其他桥作为备用桥不转发数据流量。选举根桥根据桥的ID和到达根桥的路径开销，选举出一个根桥。ID较小的桥成为根桥，如果桥的ID相同，则路径开销较小的桥成为根桥。禁用环路根据STP算法，禁用从根桥到某个网段的路径上的所有桥，以消除环路。STP的优点与局限性优点STP能够自动发现并消除网络环路，保证网络的连通性和可靠性。它只需要较少的配置，且易于实现和维护。局限性STP可能导致网络资源的浪费，因为某些链路可能处于闲置状态。此外，STP的收敛时间较长，可能会影响网络的性能。RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）原理03快速生成树协议RSTP是一种快速收敛的生成树协议，用于构建无环路的网络拓扑。逻辑环路消除RSTP通过引入快速重定位机制，快速发现并消除网络中的逻辑环路，避免广播风暴。优先级和路径开销RSTP使用端口优先级和路径开销作为选路依据，选择最佳路径，确保网络的稳定性和可靠性。RSTP的原理030201计算最佳路径根据优先级和路径开销，计算出最佳路径，并发送配置BPDU（BridgeProtocolDataUnit）报文给上游交换机。快速收敛当网络发生变化时，RSTP通过快速重定位机制，快速收敛到新的稳定状态，减少网络中断时间。监听和学习RSTP交换机启动后，会监听网络中的数据帧，学习MAC地址和端口信息，构建MAC地址表。RSTP的工作过程优点RSTP具有快速收敛、防止广播风暴、支持多路径等优点，适用于构建大型企业网络和园区网。局限性RSTP对网络设备的要求较高，需要支持生成树协议的交换机和路由器，增加了组网成本。同时，RSTP在某些复杂网络环境下可能存在环路风险，需要额外配置预防措施。RSTP的优点与局限性MSTP（MultipleSpanningTreeProtocol）原理04MSTP在单一的交换网络中支持多个生成树实例，每个实例对应一个VLAN。这样可以防止不同VLAN之间的环路，提高网络的可靠性。多实例生成树MSTP为每个VLAN运行一个生成树算法，确保每个VLAN的流量只在相应的网段上传输。这样可以避免不必要的数据泛洪，提高网络效率。基于VLAN的生成树MSTP的原理MSTP的工作过程MSTP通过周期性发送配置消息来维护生成树的状态。这些消息包含了网桥ID、端口ID等信息，用于确定最佳路径。周期性发送配置消息在每个VLAN中，MSTP会选择一个根桥和根端口。根桥是承担该VLAN生成树的网桥，根端口则是连接到根桥的端口。选择根桥和根端口为了防止环路，MSTP会阻塞除根端口外的所有其他端口。这样，流量只能通过根端口进行传输。阻塞多余端口多实例生成树支持多个VLAN，提高了网络的可靠性。快速收敛采用快速生成树协议（RSTP）作为其基础，保证了网络的快速收敛。MSTP的优点与局限性MSTP的优点与局限性资源高效：只对必要的端口进