交换机配置和应用

交换机配置和应用ISSUE2.1掌握生成树（STP）技术了解交换机集中管理技术课程目标学习完本课程，您应该能够：第一节生成树协议(STP)第二节集中管理技术目录STP产生的原因－路径回环LAN1LAN21111222333引入生成树协议(STP)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ROOTLANALANCLANELANBLAND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）配置消息的内容配置消息也被称作桥协议数据单元（BPDU）主要内容包括根网桥的Identifier（RootID）从指定网桥到根网桥的最小路径开销（RootPathCost）指定网桥的Identifier指定网桥的指定端口的Identifier即（RootID，RootPathCost，

DesignatedBridgeID,DesignatedPortID）配置消息的处理将各个端口收到的配置消息和自己的配置消息做比较，得出优先级最高的配置消息更新本身的配置消息，主要工作有：选择根网桥RootID：最优配置消息的RootID计算到根桥的最短路径开销RootPathCost：如果自己是根桥，则最短路径开销为0，否则为它所收到的最优配置消息的RootPathCost与收到该配置消息的端口开销之和选择根端口RootPort：如果自己是根桥，则根端口为0，否则根端口为收到最优配置消息的那个端口选择指定端口：包括在生成树上处于转发状态的其他端口从指定端口发送新的配置消息STP处理步骤步骤:选择根桥决定端口角色更新自己的BPDU发送新的BPDU如何选择根桥拥有最小桥ID（BridgeID）的交换机会称为根桥BridgeID=桥优先级BridgePriority+桥MAC地址BridgeMacAddress桥优先级可以调整，默认32768SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchRootSwitch=0001SwitchDBID=0030RootSwitch=0001RootSwitch=0001如何选择根桥SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchI’mtheRootSwitchSwitchDBID=0030I’mtheRootSwitchI’mtheRootSwitch如何选择根桥SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchI’mtheRootSwitchSwitchDBID=0030I’mtheRootSwitchBPDU:RootSwitch=1045BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0030BPDU:RootSwitch=0050BPDU:RootSwitch=0030BPDU:RootSwitch=1045BPDU:RootSwitch=0050BPDU:RootSwitch=0001I’mtheRootSwitchBPDU:RootSwitch=1045BPDU:RootSwitch=0050如何选择根桥SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchRootSwitch=0001SwitchDBID=0030I’mtheRootSwitch

RootSwitch=0001如何选择根桥BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0001SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchRootSwitch=0001SwitchDBID=0030I’mtheRootSwitchBPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0030BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0030BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0001BPDU:RootSwitch=0001RootSwitch=0001如何选择根桥SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchRootSwitch=0001SwitchDBID=0030RootSwitch=0001RootSwitch=0001如何确定端口角色通过比较根路径开销可以确定:RootPort:IfBPDUreceivedfromthisporthasthehighestpriority,thisportwillbeRootPortDesignatedPort:IfBPDUsentfromthisportpriortotheBPDUreceived,thisportwillbeDesignatedPortAlternatedPorts:IfBPDUsentfromthisportNOTpriortotheBPDUreceivedfromthisport,thisportwillbeAlternatedPortsBPDU交换SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050SwitchDBID=00302GigAggregatedPathcost=31GigPathCost=41GigPathCost=4100MPathCost=18100MPathcost=18BPDU交换BPDU:RootSwitch=1045CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0050

CosttoRoot=0SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitchSwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=1045Costtoroot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0030CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0050CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0030CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=1045CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0050CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0I’mtheRootSwitchI’mtheRootSwitchI’mtheRootSwitchBPDU交换BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=18SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0SwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=0001Costtoroot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0030CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=18BPDU:RootSwitch=0030CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=18BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=3RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=18I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0CosttoRoot=3CosttoRoot=18BPDU交换BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=7SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0SwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=0001Costtoroot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=21BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=21BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=3RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=7RootSwitch=0001LowestCosttoRoot=21CosttoRoot=7CosttoRoot=22CosttoRoot=21CosttoRoot=22CosttoRoot=3CosttoRoot=18BPDU交换BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=7SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0SwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=0001Costtoroot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=3RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=7RootSwitch=0001LowestCosttoRoot=11CosttoRoot=7CosttoRoot=11CosttoRoot=21CosttoRoot=22CosttoRoot=3CosttoRoot=18CosttoRoot=39CosttoRoot=26BPDU交换BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=7SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0SwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=0001Costtoroot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=3RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=7RootSwitch=0001LowestCosttoRoot=11CosttoRoot=7CosttoRoot=11CosttoRoot=21CosttoRoot=22CosttoRoot=3CosttoRoot=18CosttoRoot=29CosttoRoot=15如何决定端口角色SwitchBBID=0050BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0CosttoRoot=15BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=7RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=7Bestcosttorootis7Costofthislinktorootis18(0+18)ResultBLOCKLINKALTERNATEPORT

ReceivedBPDUpriorthansendBPDU.0<7ROOTPORT

shortestpathtorootbridge。7<15<18DESIGNATEDPORT

ReceivedBPDUNOTpriorthansendBPDU.11>7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7CosttoRoot=18RPDPAPCosttoRoot=7如何决定端口角色BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3RP–ROOTPORTSwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050I’mtheRootSwitch

LowestCosttoRoot=0SwitchDBID=0030BPDU:RootSwitch=0001Costtoroot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=11BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=3BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=7BPDU:RootSwitch=0001CosttoRoot=0RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=3RootSwitchis0001

LowestCosttoRoot=7RootSwitch=0001LowestCosttoRoot=11

CosttoRoot=7CosttoRoot=11CosttoRoot=21CosttoRoot=11CosttoRoot=3CosttoRoot=18BPDU:RootSwitch=0001

CosttoRoot=7DP–DESIGNATEDPORTDPRPDPRPDPDPCosttoRoot=29CosttoRoot=15如何决定端口角色RP–ROOTPORTSwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050SwitchDBID=0030DP–DESIGNATEDPORTDPRPDPRPDPDPAPAP配置消息处理实例根据收到配置消息的优先级，选择Port4为根端口，选择Port1和Port2为指定端口，同时阻塞端口Port3和Port5。从Port1和Port2发送新的配置消息：（23，15，81），其中，RootId=23RootPathCost=14+1=15RootPort=Port4Port1Port2Port3Port4Port5blockingblocking40，0，3223，18，12323，14，32123，14，10023，15，80root23，15，81B8123，15，81端口的几种状态端口能力不收发任何报文DisabledBlockingListeningLearning端口状态Forwarding不接收或转发数据,接收但不发送BPDUs,不进行地址学习不接收或转发数据,接收并发送BPDUs,不进行地址学习不接收或转发数据,接收并发送BPDUs,开始地址学习接收并转发数据,接收并发送BPDUs,进行地址学习端口的状态迁移DisabledListeningBlockingForwardingLearning1）端口enabled2）端口disabled3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为备用端口（阻塞）5）ForwardDelay延时（1）（2）（1，2）（1，2）（1，2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）生成树协议不足端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的ForwardDelay时间，所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的ForwardDelay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快速生成树协议(RSTP)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。传统STP缺点所有VLAN共享一棵树BB1B2B3FAllVLANswillbeblockedatthislineMSTP不同VLAN使用不同树，实现负载分担B1B2B3BlockinginstanceAForwardinginstanceBInstanceA:VLAN1~100InstanceB:VLAN101~200BlockinginstanceBForwardinginstanceA生成树配置－生成树启动/关闭生成树在交换机缺省是关闭的，如果组网中可能存在路径回环，则要通过命令开启生成树功能：[H3C]stpenable如果确定某个端口连接的部分不存在回路，则可以通过命令关闭该端口的生成树功能：[H3C-Ethernet0/1]stpdisable也可以根据需要关闭交换机的生成树功能,或者开启某个端口的生成树功能。生成树配置－网桥的优先级网桥ID由两部分组成:Bridge

Priority

+

Bridge

MacAddress如果网络中的所有交换机都在缺省配置下，根据配置消息比较原则，MAC地址最小的交换机被选为根桥，但是该交换机未必是理想的根桥，可以通过命令配置BridgePriority将合适的交换机推举为根桥[H3C]stpprioritybridge-priority生成树配置－端口优先级根据配置消息比较原则，有时候会比较端口ID端口ID由两部分组成:Port

Priority

+

Port

Index，其中端口优先级部分是可配置的命令格式为[H3C-Ethernet0/1]stpportpriorityport-priorityLAN平行链路多个端口连接到一个网段生成树配置－端口开销从本网桥到根桥的路径上所有经过端口的端口开销之和为"根路径开销"，可以通过命令来改变端口开销的值[H