生成树协议(STP)
stp生成树协议
stp生成树协议STP生成树协议。
STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议是一种用于计算网络中最佳路径的协议,它可以避免网络中出现环路,确保数据在网络中能够正常传输。
在本文中,我们将详细介绍STP生成树协议的原理、工作方式以及应用场景。
STP生成树协议的原理是通过在网络中选择一条主干路径,将其他冗余路径阻塞,从而避免网络中出现环路。
这样可以确保数据在网络中能够按照最佳路径进行传输,提高网络的可靠性和稳定性。
STP生成树协议采用了一种树状结构,将网络中的设备连接在一棵树上,从而形成一个无环的网络拓扑结构。
STP生成树协议的工作方式是通过选举出一台交换机作为根交换机,然后每个非根交换机都选择一条到根交换机的最佳路径,将其他路径阻塞。
当网络中出现链路故障时,STP生成树协议能够自动重新计算最佳路径,确保数据能够继续正常传输。
STP生成树协议的应用场景非常广泛,特别适用于大型企业网络和数据中心网络。
在这些网络中,往往会有大量的交换机和链路,如果不采用STP生成树协议,很容易出现网络中的环路,导致数据传输异常甚至网络瘫痪。
采用STP生成树协议可以有效地避免这些问题,提高网络的可靠性和稳定性。
总的来说,STP生成树协议是一种非常重要的网络协议,它能够帮助我们构建稳定可靠的网络环境。
通过对STP生成树协议的深入了解和合理应用,我们可以更好地管理和维护网络,确保数据能够按照最佳路径进行传输,提高网络的性能和可靠性。
在实际应用中,我们需要根据网络的具体情况来合理配置STP生成树协议,包括选择合适的根交换机、调整链路的优先级等。
只有在合理配置的前提下,STP生成树协议才能发挥最大的作用,确保网络的稳定和可靠运行。
综上所述,STP生成树协议是一种非常重要的网络协议,它能够帮助我们构建稳定可靠的网络环境。
通过合理配置和应用STP生成树协议,我们可以提高网络的性能和可靠性,确保数据能够按照最佳路径进行传输。
STP技术详解(生成树协议)
为了提高可靠性,交换机之间会通过多条链路相连,从而避免单点故障。
•但同时会带来一些灾难性的环路问题。
•••二层网络设计需求和问题:STP••••环路问题:•消除环路通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。
链路备份当活动路径发生故障时,激活备份链路,及时恢复网络连通性。
••STP :Spanning Tree Protocol ,生成树协议,提供两大功能:STP操作:通过构造一棵树来消除交换网络中的环路。
•使用组播-01-80-C2-00-00-00•••BPDU :Bridge Protocol Data Unit -桥协议数据单元,STP 工作协议•选举根交换机以及确定每个交换机端口的角色和状态。
○在初始化过程中,每个桥都主动发送配置BPDU。
○在网络拓扑稳定以后,只有根桥主动发送配置BPDU,其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后,才会发送自己的配置BPDU。
○发送周期为Hello Time。
○老化时间为Max Age。
○配置BPDU :•下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。
○拓扑变更通告BPDU-TCN BPDU•BPDU 类型:BPDU 字段详解:••••••••BID 最小的成为根桥(先比较优先级,再比较MAC )•STP 选举过程:•STP选举案例:••••••••••STP端口状态:Hello2s,根桥发送BPDU 的间隔Forward Delay 15s ,监听和学习的持续时间Max Age 20s ,保持阻塞的最大时间(没有收到BPDU )••STP 的计时器:•STP端口转换:••STP拓扑变化:•••检测到拓扑改变的交换机通过根端口向根桥发送TCN ,上游交换机收到TCN 后回应TCA ,让后下游交换机停止发送TCN ,再通过根端口发送TCN 直到根桥收到,根桥通过指定端口发送TC 通知所有下游交换机把MAC 地址表记录老化时间从300秒变为15秒•stp mode { mstp | stp | rstp }配置STP 模式,缺省为MSTP stp priority 4096配置优先级值,0~61440,步长为4096stp root primary/secondary自动修改优先级,指定主/备根桥stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy }配置路径开销值的标准开销标准:legacy :cost =1~200000•802.1d标准:cost =1~65535•802.1t标准:cost =1~200000000,默认•stp cost 10修改STP 开销display stp 【brief 】显示STP配置信息和参数•STP配置:•建议指定企业内配置高、性能好的交换机为根桥。
生成树协议(STP)介绍
生成树协议(Spanning Tree Protocol)目录1. STP(802.1D) (2)1.1 STP的基本概念 (2)1.2 BPDU格式及字段说明 (3)1.3 STP的端口状态及其迁移关系 (4)1.4 拓扑改变机制 (4)1.5 生成树运行过程 (6)2. RSTP(802.1W) (14)2.1 RSTP的端口角色和端口状态 (14)2.2 Proposal/Agreement Sequence (15)2.3 RSTP运行过程 (16)2.4 RSTP与STP的兼容性 (19)3. MSTP(802.1S) (21)3.1 MST区域、MST区域配置和区域边界 (22)3.2 MST实例和IST实例 (23)3.3 MST区域内部的运行和区域间的运行 (25)3.4 Hop Count和Boundary Ports (26)3.5 迁移策略 (27)4.总结 (27)5.参考文档 (27)摘要:本文档较为全面的阐述了生成树和快速生成树协议的基本概念和参数,对比了生成树和快速生成树在端口角色,拓扑改变的检测和通知机制,收敛的过程等,并通过实际使用交换机来分析生成树和快速生成树的运行过程。
对生成树和VLAN的关系作了简单的说明,并对多生成树协议的主要概念进行了简要的说明。
关键词:生成树(STP),拓扑改变(Top Change),快速生成树(RSTP),多生成树(MSTP),区域(Region),实例(Instance)1. STP(802.1D)生成树协议是一种二层管理协议,它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的,同时具备链路的备份功能。
生成树协议的基本思想是通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的,同时实现链路备份和路径最优化。
用于构造这棵树的算法叫做生成树算法SPA(Spanning Tree Algorithm)。
1.1 STP的基本概念桥ID(Bridge Identifier):桥ID是桥的优先级(Bridge Priority)和其MAC地址的综合数值,其中桥的优先级(Bridge Priority)是一个可以设定的参数。
STP协议解析生成树协议的工作原理
STP协议解析生成树协议的工作原理生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)是一种用于网络交换机之间建立冗余链路的协议,它的作用是确保网络中不存在环路,以提高网络的可靠性和稳定性。
本文将对STP协议进行解析,并介绍其工作原理。
一、STP协议简介STP协议是由IEEE 802.1D标准定义的一种链路层协议,用于在网络交换机之间建立一个逻辑上无环路的生成树(Spanning Tree),通过将某些端口设为阻塞状态来消除冗余链路,从而避免广播风暴和数据包的循环转发。
二、STP协议的工作原理1. 桥ID和优先级STP协议中,每个交换机都有一个唯一的Bridge ID(桥ID)用于标识自己,桥ID由优先级和MAC地址组成。
优先级取值范围为0~65535,MAC地址为交换机的物理地址。
生成树的根交换机拥有最小的桥ID。
2. 选举根交换机在网络中,首先进行根交换机的选举。
每个交换机发送BPDU (Bridge Protocol Data Unit)消息,其中包含了自己的桥ID和路径代价(Path Cost)。
路径代价是指从发送BPDU的交换机到根交换机的总路径长度,路径长度越短,路径代价越小。
接收到BPDU的交换机会与自己的桥ID进行比较,如果接收到的BPDU的桥ID更小或者路径代价更小,则将接收到的BPDU继续发送给其他交换机。
3. 生成树计算生成树计算阶段,交换机通过比较收到的BPDU中的桥ID和路径代价来确定到达根交换机的最佳路径,将其端口状态设置为指定端口(Designated Port),用于与其他交换机进行通信。
同时,选举出的根交换机的端口也设置为指定端口。
如果有多条路径具有相同的最小路径代价,则选择桥ID较小的那个路径。
4. 阻塞冗余链路生成树计算完成后,除了根交换机和指定端口以外的所有其他端口都将被设置为阻塞状态(Blocking State),这样就实现了环路的消除。
stp的名词解释
stp的名词解释在计算机网络领域中,STP代表着“Spanning Tree Protocol”(生成树协议),这是一种网络协议,用于防止网络环路的发生,并确保数据能够通过最佳路径进行传输。
STP被广泛应用于局域网(LAN)和广域网(WAN),以确保网络的高效性和稳定性。
本文将对STP的原理和应用进行探讨,从而给读者提供更深入的了解。
一、STP的原理STP的主要目标是通过选择根桥(Root Bridge)来构建一个没有环路的网络拓扑,从而实现环路的消除。
在一个由多个交换机组成的网络中,STP确保每个交换机都有一个唯一的根桥,并且它们之间的路径是最佳的,即最短的。
STP工作的基本原理是通过计算每个交换机之间的路径成本,选择一个根桥,并剔除其他冗余的路径,从而形成一棵生成树。
所谓的“路径成本”是指每个端口到根桥的距离,通常是通过比较每个交换机的优先级和MAC地址来确定。
当网络中有多个路径连接到根桥时,STP会计算每个路径的成本,选择成本最低的路径作为活动路径,而其他路径则被设置为备用路径。
当活动路径出现故障或不可用时,备用路径将会自动启用,从而实现网络的冗余和高可用性。
二、STP的应用STP被广泛应用于以太网(Ethernet)中,特别是在大型局域网中。
其主要应用包括如下几个方面:1. 网络冗余:STP允许在物理链路故障时自动切换到备用路径,以确保数据传输的连续性。
这种网络冗余的实现对于业务关键的应用来说非常重要,可以避免因链路故障而导致的数据丢失或延迟。
2. 负载均衡:当多个路径都连接到根桥时,STP可以根据路径的成本选择最佳路径,从而实现负载均衡。
通过合理配置STP的参数,可以让数据在网络中分散传输,提高网络带宽的利用率。
3. 拓扑优化:STP可以根据网络中各个交换机的位置和连接关系自动构建生成树,从而优化网络拓扑结构。
通过选择最佳路径,STP可以减少网络中的冲突和延迟,并提供更稳定和可靠的数据传输。
stp生成树协议的基本配置
stp生成树协议的基本配置一、背景介绍STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议是一种用于构建冗余网络的协议,它可以避免网络中出现环路,从而保证数据的可靠传输。
在网络拓扑结构发生变化时,STP能够自动调整生成树,确保网络的高可用性和稳定性。
二、STP基本概念1. 根桥:生成树中拥有最小桥ID的交换机。
2. 桥ID:由优先级和MAC地址组成。
3. 桥优先级:由管理员配置,范围为0-65535,默认值为32768。
4. 桥端口:连接到其他交换机或主机的物理端口。
5. 桥端口状态:指桥端口在生成树中的状态,包括阻塞、学习和转发三种状态。
三、STP配置步骤1. 配置桥优先级在一个LAN(Local Area Network)中,只有一个交换机能够被选举为根桥。
因此,在配置STP之前需要确定哪个交换机将被选举为根桥。
管理员可以通过配置桥优先级来控制交换机被选举为根桥的可能性。
具体操作如下:Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 245762. 配置端口类型在STP中,每个端口都有一个状态。
在初始状态下,所有端口都处于阻塞状态。
管理员需要将交换机的端口配置为不同的类型,以便根据网络拓扑结构自动调整生成树。
具体操作如下:Switch(config)#interface gigabitethernet 1/0/1Switch(config-if)#spanning-tree portfast3. 配置端口优先级当STP计算生成树时,它将考虑每个桥的桥ID和每个桥的端口优先级。
如果两个桥ID相同,则会比较它们的端口优先级。
管理员可以通过配置端口优先级来控制交换机被选举为根桥的可能性。
具体操作如下:Switch(config)#interface gigabitethernet 1/0/1Switch(config-if)#spanning-tree port-priority 1284. 配置边缘端口边缘端口是连接到终端设备(如计算机、服务器或IP电话)的交换机物理接口。
生成树协议(STP)
STP生成树协议的功能:局域网中为了避免环路形成的广播风暴,需要阻塞冗余链路,消除环路,并且在主链路中断时,又可以将冗余链路自动切换为转发状态,恢复网络的连通性。
STP(spanning tree protocol,生成树协议)用于消除数据层物理环路的协议通过在桥之间交换BPDU(bridge protocol data unit,桥协议数据单元),来保证设备完成生成树的计算过程。
小知识:环路产生的原因:1.基于局域网的可靠性,为交换机之间提供冗余连接;2.错误的网络配置导致环路产生;根桥(root bridge):整个生成树的根节点,有所有交换机中优先级最高的交换机担任。
桥ID:包含桥优先级和MAC地址(长度是8B),由于MAC 在网络中是唯一的,故:桥ID也是唯一的,先比较优先级在比较MAC地址;(优先级值和MAC值越小越优)路径开销(path cost):STP中每一条链路都有开销值,用于衡量桥与桥之间的优劣;指定桥(designate bridge):负责一个物理端上数据转发任务的桥,由物理端上优先级最高的桥担任。
、端口角色:根端口(root port):是指网桥距离根桥最近的端口。
根桥没有根端口,每一个非根桥有且只有一个根端口;指定端口(designate port):是指物理端上属于指定桥的端口。
根桥是所有网桥中优先级最高的,它是其所连接所有物理端上的指定桥,所以通常情况下根桥的所有端口都是指定端口;阻塞端口(alternate port):既不是根端口又不是指定端口,剩下的就是阻塞端口,它是用来为根端口或指定端口做备份。
是网桥到达根桥的备份路径;注:当拓扑发生变化时,节点重新计算,收敛成新的树型拓扑;STP使用BPDU(bridge protocol data unit,桥数据单元)来交互信息;配置BPDU:用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文;TCN BPDU:当拓扑结构发生变化时,用来通知相关设备网络拓扑发生变化的拓扑;端口状态:Disabled:未启用STP功能的端口:不接收BPDU,不进行地址学习,不收发数据;Blocking:非指定端口或根端口:不接收BPDU,不进行地址学习,不收发数据;Listening:接收BPDU,不进行地址学习,不收发数据;Learning:接收BPDU,进行地址学习,不收发数据;Forwarding:指定端口或根端口:接收BPDU,进行地址学习,收发数据;生成树(STP)的不足:端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的forwarding delay时间如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁地失去连通性RSTP(rapid spanning tree protocol快速生成树协议):是STP协议的优化版STP和RSTP的不同点:RSTP减少了端口的状态RSTP增加了端口的角色RSTP配置BPDU的格式和发送方式有所改变当网络拓扑发生变化时,RSTP的处理方式不同,可以实现更为快速的收敛RSTP具备STP的所有功能桥优先级配置:【H3C】stp priority 4096桥优先级字段共有16位,包含优先级位和0比特两部分。
十一、STP(生成树协议)
⼗⼀、STP(⽣成树协议)⼀、STP(⽣成树协议)运⾏在交换机上防⽌交换机换路的技术 为了提⾼⽹络可靠性,交换⽹络中通常会使⽤冗余链路。
然⽽,冗余链路会给交换⽹络带来环路风险,并导致⼴播风暴以及MAC地址表不稳定等问题,进⽽会影响到⽤户的通信质量。
⽣成树协议STP(Spanning Tree Protocol)可以在提⾼可靠性的同时⼜能避免环路带来的各种问题。
⼆、环路引起的问题交换机之间通过多条链路互连时,虽然能够提升⽹络可靠性,但同时也会带来环路的问题。
1、环路会引起⼴播风暴⽹络中的主机会受到重复的数据,造成⽹络堵塞和卡顿。
通过实验体验⼀下环路带来的影响实验:因为华为路由器默认⾃动开启了stp功能,我们做这实验时先把交换机的stp功能关闭。
stp disable 所有交换机都这样关闭(因为华为交换机默认都开启STP)[LSW6]stp disable[LSW7]stp disable[LSW8]stp disable我们配置 pc9的ip地址为192.168.1.2/24⽤PC ping 192.168.1.3,触发⼀个⼴播包,并抓包ping测后发现⼀直在发⼴播包,已经形成⼴播风暴了当我们再次开启stp后抓包,stp enable2、环路相起MAC地址表震荡三、STP作⽤和本作原理 1、STP的作⽤,通过运⾏STP的算法,阻塞特定的接⼝实现冗余⽆环的⽹络。
2、⼯作原理原理:阻塞端⼝(预备端⼝)通过选举阻塞端⼝,来防⽌环路1)STP中的选举步骤和端⼝状态选举步骤: ①、选举ROOT-SW根⽹桥 ②、选举根端⼝RP(root port) ③、选举指定端⼝DP(Designate port) ④、其余的端⼝被Block阻塞 ⑤stp选举时候端⼝状态(15s 到listening,选举就结束了)第⼀步、根桥选举 每⼀台交换机启动stp后,都认为⾃⼰是根桥。
启动stp后在整个⽹络先选出根桥, 通过BID进⾏⽐较(BID由优先级+mac地址组成)先⽐较优先级,在⽐较MAC地址,越⼩越优先。
STP 生成树协议配置
STP 生成树协议配置协议名称:STP(生成树协议)配置协议1. 引言生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)是一种用于在网络中防止环路的协议。
本协议旨在提供对STP的配置指南,以确保网络的稳定性和高可用性。
2. 目的本协议的目的是指导管理员正确配置STP,以实现网络中的环路消除和冗余路径选择。
通过配置STP,可以确保数据在网络中的传输路径是最优的,同时避免环路造成的数据包丢失和网络拥塞。
3. 配置步骤以下是配置STP的详细步骤:步骤1: 确定STP的根桥- 在网络拓扑中选择一个交换机作为根桥,通常选择具有最高优先级的交换机作为根桥。
根桥将成为生成树的根节点,所有其他交换机将通过最短路径与根桥连接。
步骤2: 设置根桥的优先级- 在根桥上设置优先级,优先级越低,该交换机将成为根桥。
可以使用以下命令进行配置:```spanning-tree vlan <vlan-id> priority <priority-value>```步骤3: 配置端口类型- 根据网络需求,选择适当的端口类型。
常见的端口类型包括普通端口、根端口和非根端口。
可以使用以下命令进行配置:```spanning-tree port type <port-type>```步骤4: 配置端口优先级- 根据网络需求,为每个端口设置优先级。
优先级越高,该端口将被选为根端口或非根端口。
可以使用以下命令进行配置:```spanning-tree port priority <priority-value>```步骤5: 配置端口成本- 根据网络拓扑和链路带宽,为每个端口设置成本。
成本越低,该端口将被选为最短路径。
可以使用以下命令进行配置:```spanning-tree cost <cost-value>```步骤6: 启用STP- 在每个交换机上启用STP,以便其参与生成树的计算和决策。
stp是什么
stp是什么STP是生成树协议的英文缩写。
该协议可应用于在网络中建立树形拓扑,消除网络中的环路,并且可以通过一定的方法实现路径冗余,但不是一定可以实现路径冗余。
生成树协议适合所有厂商的网络设备,在配置上和体现功能强度上有所差别,但是在原理和应用效果是一致的。
STP的基本原理是,通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文,网桥协议数据单元,来确定网络的拓扑结构。
BPDU有两种,配置BPDU和TCNBPDU。
前者是用于计算无环的生成树的,后者则是用于在二层网络拓扑发生变化时产生用来缩短MAC表项的刷新时间的(由默认的300s缩短为15s)。
STP在IEEE802.1D文档中定义。
该协议的原理是按照树的结构来构造网络拓扑,消除网络中的环路,避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。
STP的基本思想就是按照"树"的结构构造网络的拓扑结构,树的根是一个称为根桥的桥设备,根桥的确立是由交换机或网桥的BID确定的,BID最小的设备成为二层网络中的根桥。
BID又是由网桥优先级和MAC地址构成,不同厂商的设备的网桥优先级的字节个数可能不同。
由根桥开始,逐级形成一棵树,根桥定时发送配置BPDU,非根桥接收配置BPDU,刷新最佳BPDU并转发。
这里的最佳BPDU指的是当前根桥所发送的BPDU。
如果接收到了下级BPDU(新接入的设备会发送BPDU,但该设备的BID比当前根桥大),接收到该下级BPDU的设备将会向新接入的设备发送自己存储的最佳BPDU,以告知其当前网络中根桥;如果接收到的BPDU更优,将会重新计算生成树拓扑。
当非根桥在离上一次接收到最佳BPDU最长寿命(MaxAge,默认20s)后还没有接收到最佳BPDU的时候,该端口将进入监听状态,该设备将产生TCNBPDU,并从根端口转发出去,从指定端口接收到TCNBPDU的上级设备将发送确认,然后再向上级设备发送TCNBPDU,此过程持续到根桥为止,然后根桥在其后发送的配置BPDU中将携带标记表明拓扑已发生变化,网络中的所有设备接收到后将CAM表项的刷新时间从300s缩短为15s。
生成树协议STP
⽣成树协议STP⽣成树协议STP1.1 STP介绍局域⽹中的物理环路通常有两种产⽣原因。
⼀种是基于可靠性的考虑,为交换机直接提供冗余连接;另⼀种是由于错误的⽹络设置导致环路的产⽣。
如果不对⽹络拓扑加以管理,以上两种情况均会导致严重的后果,如⼴播风暴和MAC地址学习错误等。
局域⽹中存在物理环路,说明环内的每⼀台设备和另⼀台设备之间⾄少存在两条路径,但是设备不能随意选择阻塞某条路径,这样可能会造成⽹络中断。
⽤户可以通过在设备间遵循⼀些准则或协议,来明确由哪台设备阻塞链路,阻塞哪些链路,从⽽达到消除环路的⽬的。
STP(Spanning Tree Protocol,⽣成树协议)就是这些协议中的⼀种。
S TP在IEEE制定的802.1D标准中定义,⽤于在局域⽹中消除数据链路层环路。
STP可以通过计算动态地阻断冗余链路,⽽当活动链路发⽣故障时,STP⼜可以激活冗余链路,恢复⽹络的连通,避免⽹络中断。
STP消除链路层环路的基本思想是:将⽹络拓扑修剪为树形拓扑,⽽树形拓扑是不存在环路的。
运⾏STP的设备之间会交互⼀些信息,然后通过计算实现拓扑的收敛,具体内容如下:(1)运⾏STP的设备依据⼀定的准则选举⼀个树根节点作为⽹络中的根桥,其他节点为⾮树根节点。
(2)每⼀个⾮树根节点,会选择最优的路径和根桥相连,⾮树根节点上位于最优路径的端⼝。
为该节点的根端⼝。
(3)如果⽹络中存在冗余链路,则阻塞冗余链路。
每⼀个⾮树根节点都进⾏同样的计算,最终⽹络中任何两台设备之间都只有⼀条路径可达,从⽽形成⼀颗⽆环的树。
当拓扑发⽣变化时,节点重新进⾏计算,收敛为新的树形拓扑。
1.2 STP基本概念1.2.1 桥和端⼝的⾓⾊如图1-1所⽰,STP中有两种特殊的⽹桥:根桥(Root Bridge)和指定桥(Designate Bridge)。
根桥是整个⽣成树的根节点,由所有⽹桥中优先级最⾼的桥担任。
指定桥是负责⼀个Physical Segment(物理段)上数据转发任务的桥,由这个Physical Segment上优先级最⾼的桥担任。
STP(Spanning-Tree Protocol)生成树协议
Packet Tracer 5.0建构CCNA实验攻略(4)——STP生成树协议STP的全称是spanning-tree protocol,STP协议是一个二层的链路管理协议,它在提供链路冗余的同时防止网络产生环路,与VLAN配合可以提供链路负载均衡。
生成树协议现已经发展为多生成树协议和快速生成树协议(RSTP,Rapid Spanning Tree Protocol,IEEE802.1W)。
一、配置实例拓扑图图一两台Cisco 2960交换机使用两个千兆端口相连,默认情况下STP协议启用的。
通过两台交换机之间传送BPDU协议数据单元,选出根交换机、根端口等,以便确定端口的转发状态。
上图中标记为黄色的端口处于block状态。
二、STP基本配置命令1、修改Brigde ID,重新选根网桥switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096图二图三根网桥改变,交换机端口的状态也发生了变化(与图一比较)switch(config-if)spanning-tree vlan vlan-id port-priority 优先级值交换机端口优先级值修改命令,通过修改端口优先值也可以更改端口的转发状态。
2、查看、检验STP(生成树协议)配置switch#show spanning-treeswitch#show spanning-tree activeswitch#show spanning-tree detailswitch#show spanning-tree interface interface-idswitch#show spanning-tree vlan vlanid图四三、STP与VLAN负载均衡配置图五配置负载均衡后,每个VLAN有自己的根网桥。
每条vlan中继链路只转发所允许的Vlan数据帧。
switch(config-if)switchport trunk allowed vlan vlanid 这条命令配置某条trunk中继链路只能转发该vlan图六图七查看每个Vlan的STP状态switch(config)#spanning-tree vlan vlandid root primary 该命令配置某个vlan的根网桥。
STP 生成树协议配置
STP 生成树协议配置协议名称:STP(生成树协议)配置协议1. 概述STP(生成树协议)是一种网络协议,用于在具有冗余链路的以太网中创建一个无环的拓扑结构,以确保数据包能够按照预期的路径进行传输。
本协议旨在详细描述STP的配置过程,以便网络管理员能够正确地配置和管理生成树协议。
2. 配置步骤以下是STP配置的详细步骤:步骤 1:确定根桥在STP网络中,需要选择一个交换机作为根桥。
根桥是生成树的起点,负责确定最佳路径和转发数据包。
通常情况下,根桥的选择基于交换机的优先级和MAC 地址。
网络管理员可以通过以下命令配置根桥:```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root primary```或者```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root secondary```其中,`<vlan-id>`是指定的VLAN ID。
步骤 2:配置桥优先级在STP网络中,每一个交换机都有一个桥优先级,用于确定生成树中的交换机角色。
默认情况下,桥优先级为32768,但可以根据需要进行更改。
网络管理员可以使用以下命令配置桥优先级:```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> priority <priority-value>```其中,`<vlan-id>`是指定的VLAN ID,`<priority-value>`是新的桥优先级。
步骤 3:配置端口优先级在STP网络中,每一个交换机端口都有一个端口优先级,用于确定数据包转发的优先级。
默认情况下,端口优先级为128。
网络管理员可以使用以下命令配置端口优先级:```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> port-priority <priority-value>```其中,`<vlan-id>`是指定的VLAN ID,`<priority-value>`是新的端口优先级。
生成树协议(STP)及其原理
1962年,Widrow和Hoff提出了自适应线性神经网络,即Adaline网络,并提出 了网络学习新知识的方法,即Widrow和Hoff学习规则(即δ学习规则),并用电 路进行了硬件设计。 2 低潮期(1969-1982)
受当时神经网络理论研究水平的限制及冯·诺依曼式计算机发展的冲击等因素 的影响,神经网络的研究陷入低谷。
致力于提供IT专业 全教学生命周期解决方案
4 新连接机制时期(1986-现在) 神经网络从理论走向应用领域,出现了神经网络芯片和神经计算机。 神经网络主要应用领域有:模式识别与图象处理(语音、指纹、故障检测和
图象压缩等)、控制与优化、预测与管理(市场预测、风险分析)、通信等。
致力于提供IT专业 全教学生命周期解决方案
致力于提供IT专业 全教学生命周期解决方案
在美、日等国有少数学者继续着神经网络模型和学习算法的研究,提出了许 多有意义的理论和方法。例如,1969年,S.Groisberg和A.Carpentet提出了至今为 止最复杂的ART网络,该网络可以对任意复杂的二维模式进行自组织、自稳定和 大规模并行处理。1972年,Kohonen提出了自组织映射的SOM模型。 3 复兴期(1982-1986)
的作用正在于此,一旦桥接器/交换机检测到故障,生成树协议就能立即重新配置,启用备份链路, 保证网络的连通。
生成树协议(STP协议)的国际标准是IEEE802.1d。 运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔内通过网桥协议数据单元(BPDU)的组播帧与 其他交换机交换配置信息。
模糊控制在处理数值数据、自学习能力等方面 还远没有达到人脑的境界。人工神经网络从另一 个角度出发,即从人恼的生理学和心理学供IT专业 全教学生命周期解决方案
生成树协议
功能
生成树协议的主要功能有两个:一是在利用生成树算法、在以太络中,创建一个以某台交换机的某个端口为 根的生成树,避免环路。二是在以太络拓扑发生变化时,通过生成树协议达到收敛保护的目的。
特点
(1)生成树协议提供一种控制环路的方法。采用这种方法,在连接发生问题的时候,你控制的以太能够绕过 出现故障的连接。
生成树协议
通信协议
01 工作原理
03 工作过程 05 特点
目录
02 简介 04 功能
生成树协议(英语:Spanning Tree Protocol,STP),是一种工作在OSI络模型中的第二层(数据链路层) 的通信协议,基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路.用于确保以太中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广 播风暴,大量占用交换机的资源。
谢谢观看
(2)生成树中的根桥是一个逻辑的中心,并且监视整个络的通信。最好不要依靠设备的自动选择去挑选哪一 个桥会成为根桥。
(3)生成树协议重新计算是繁冗的。恰当地设置主机连接端口(这样就不会引起重新计算),推荐使用快速 生成树协议。
(4)生成树协议可以有效的抑制广播风暴。开启生成树协议后抑制广播风暴,络将会更加稳定,可靠性、安 全性会大大增强。
生成树协议是基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法被纳入了IEEE 802.1d中, 2001年IEEE组 织推出了快速生成树协议(RSTP)在络结构发生变化时其比STP更快的收敛络,还引进了端口角色来完善了收敛机制, 被纳入在IEEE 802.1w中。
工作过程
STP的工作过程如下:首先进行根桥的选举,其依据是桥优先级(bridge priority)和MAC组合生成的桥ID, 桥ID最小的桥将成为络中的根桥(bridge root)。在此基础上,计算每个节点到根桥的距离,并由这些路径得 到各冗余链路的代价,选择最小的成为通信路径(相应的端口状态变为forwarding),其它的就成为备份路径 (相应的端口状态变为blocking)。STP生成过程中的通信任务由BPDU完成,这种数据包又分为包含配置信息的配 置BPDU(其大小不超过35B)和包含拓扑变化信息的通知BPDU(其长度不超过4B)。Fra bibliotek工作原理
生成树协议(STP)
RIP协议-中兴
文章来源: 文章作者: 发布时间:2006-11-27 字体:[大中小]
在目前的Internet网上,运行一种网关协议是不可能的,我们要将它分成很多的自治系统(Autonomous System-AS),在每个自治系统有它自己的路由技术。我们称自治系统内部的路由协议为内部网关协议(Interior gateway protocol-IGP)。RIP(Routing Information Protocol)就是内部网关协议的一种,它采用的是矢量距离(Vector-Distance)算法。 RIP系统的开发是XEROX Palo Alto 研究中心(PARC)所进行的研究和XEROX的PDU和XNC路由选择协议为基础的。但是RIP的广泛应用却得益于它加利福尼亚大学伯克利分校的许多局域网中的实现。
生成树协议(Spanning Tree)定义在 IEEE 802.1D 中,是一种链路管理协议,它为网络提供路径冗余同时防止产生环路。为使以太网更好地工作,两个工作站之间只能有一条活动路径。网络环路的发生有多种原因,最常见的一种是有意生成的冗余 - 万一一个链路或交换机失败,会有另一个链路或交换机替代。
字串4
在VRRP协议中,有两组重要的概念:VRRP路由器和虚拟路由器,主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器,是物理实体,虚拟路由器是指VRRP协议创建的,是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作,共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色:主控路由器和备份路由器,一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器,可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控,负责ARP相应和转发IP数据包,组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主控路由器发生故障时,备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址,故对终端使用者系统是透明的。
STP协议(生成树协议)简介
STP协议(⽣成树协议)简介STP协议解决的问题根据交换机的转发原则,如果交换机从⼀个端⼝上接收到的是⼀个⼴播帧,或者是⼀个⽬的MAC地址未知的单播帧,则会将这个帧向除源端⼝之外的所有其他端⼝转发。
如果交换⽹络中有环路,则这个帧会被⽆限转发,此时便会形成⼴播风暴,⽹络中也会充斥着重复的数据帧。
什么是STP协议?为了提⾼⽹络可靠性,交换机⽹络中通常会使⽤冗余链路,冗余链路会给交换机带来环路风险,并导致⼴播风暴以及MAC地址表不稳定等问题,⽣成树协议STP(Spanning Tree Protocol)可以在提⾼可靠性的同时⼜避免环路带来的各种问题。
⼀般意义上,我们所述之⽣成树,应该是最⼩⽣成树。
STP的主要作⽤利⽤⽣成树算法、在以太⽹络中,创建⼀个以某台交换机的某个端⼝为根的⽣成树,⾃动地在逻辑上阻塞⼀个或多个冗余端⼝,避免环路。
消除环路:通过阻断冗余链路来消除⽹络中可能存在的环路。
链路备份:当活动路径发⽣故障时,激活备份链路,及时恢复⽹络连通性。
STP的⼯作原理及⼯作过程STP的基本⼯作原理为:通过BPDU(Bridge Protocol Data Unit,桥接协议数据单元)的交互来传递STP计算所需要的条件,随后根据特定的算法,阻塞特定端⼝,从⽽得到⽆环的树形拓扑。
⾸先我们可以把交换机的拓扑转换成⼀个逻辑拓扑,根据其ID值,选择最⼩的⼀个做为根,这⾥就不⽤⽹络中的根桥这个词描述了,根更加直观⼀些,因为这个是⼀个树结构。
当找到根之后,我们对该树进⾏修剪,即如果树结构上,存在回路的地⽅,将其度量值较⼤的⼀边删除,如果度量值相同,则看其BID,最终形成⼀个⽆环路的树结构。
当该结构完成之后,最终标注下根端⼝和指定端⼝即可。
其⼯作过程如下:1. 选举根⽹桥/根桥(Root Bridge):根桥或者根交换机位于整个逻辑树的根部,是STP⽹络的逻辑中⼼,⾮根桥是根桥的下游设备。
2. 选举根端⼝(Root Port):⾮根交换机去往根桥路径最优的端⼝(有且只有⼀个)。
stp生成树协议
stp生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)是用于在局域网中自动构建冗余网络并消除环路的一种协议。
在局域网中存在多个网络设备,这些设备之间通过链路连接。
而链路就是连接设备之间的通道,通过链路可以传输数据。
当存在多个链路连接时,就会产生环路,而环路会导致数据包在网络中不停地循环传输,形成洪泛现象,导致网络拥塞及数据丢失。
STP的主要作用就是通过计算出一棵树,即生成树,来将局域网中的设备连接起来,并消除环路。
生成树是由根设备(Root Bridge)到其他设备的一条路径,该路径上会选择一条“根端口”,用于与上一层的设备相连,保证路径的连通性,并将其他端口设置为“非根端口”,关闭这些端口,以防止环路的产生。
STP的生成树算法主要包括以下三个步骤:1. 选举根设备:在局域网中所有设备中选举一个设备作为根设备,一般是选择设备的MAC地址最小的作为根设备。
根设备是生成树的起点,其他设备围绕着根设备向外扩散。
2. 计算最短路径:根据设备与根设备之间的链路成本,通过设备之间的交互实时计算每个设备到根设备的最短路径。
设备会通过发送BPDU(Bridge Protocol Data Unit)消息来与相邻设备进行交互,通过对BPDU消息的解析和处理,设备能够确定与根设备之间的最短路径。
3. 确定端口状态:根据设备之间的链路成本和最短路径,确定设备上的每个端口的状态。
根设备的端口为根端口,而非根设备的端口中选择成本最小的端口作为根端口,其他端口则被关闭。
通过以上步骤,STP能够获取并计算出一棵生成树,并将链路上的环路消除。
生成树将保证数据包能够在网络中正确地传输,避免了洪泛现象的发生。
STP生成树协议的使用能够带来以下好处:1. 高可靠性:由于生成树消除了环路,避免了网络拥塞和数据丢失,因此提高了网络的可靠性。
即使某一条链路出现故障,生成树可以自动重新计算,并选择新的路径,确保数据传输的连续性。
生成树协议(STP)
第四章:网络交换机主要技术本章将具体阐述网络交换机的两个灵魂技术:STP和VLAN。
对于现在所有的网络交换机而言,如果没有STP和VLAN这两个技术在里面,那么这个交换机就不能称之为交换机,这样的交换机就等价于HUB,没有任何的可管理性,就属于低档产品了。
由于现有的一些交换机技术的国际标准都是源用于网桥,所以本章在阐述中将以网桥来进行描述。
4.1生成树协议(STP)生成树是一个交换网络中检测消除冗余链路以防止出现环的一个协议。
如果不运行STP,帧有可能会在网络中循环发送,流量极剧升高,最后使整个网络彻底瘫痪。
STP最初是一个较慢的基于软件实现的一个桥接规范(IEEE802.1D),现在已经是一个相当成熟的协议了,可以在一个具有多VLAN、大量交换机、多厂商的复杂环境中很好的实施。
在现在的每台交换机上,生成树算法是一个最为基本,也是最为关键的一个技术!在交换机中靠软件实现完成。
4.1.1 基本概述生成树算法,最早是1984年由Digital公司Radia Perkman开发的一个协议,是用在桥接技术上的,用它来为某个扩展局域网找出生成无环的树。
在Radia Perkman所著的《An Algorithm for Distributed Computation of a Spanning Tree in an Extended LAN》一书提出了该概念。
在1993年的ANSI/IEEE 802.1 STD标准中第一次引入正式成为了一个协议。
后来在1998年的IEEE 802.1D中完善了该协议。
在2000年版的IEEE 802.1-d-D4中又增加了一个基于STP的改进的新协议RSTP(Rapid STP,快速生成树算法),在最近2年内又有了一个新的概念叫做MSTP(Multi STP,多生成算法),同时相应的标准草案为IEEE 802.1S。
生成树的基本思想:把形成环路的一些端口屏蔽掉,不进行转发帧。
STP(生成树协议讲解)
Alternate端口:端口的配置BPDU 在其所属链路上不是最优的,且端 口不是根端口
端口角色确定过程
SWA BID=0.MACA
100M Path cost = 200
1 Gig Path Cost = 20
2 Gig 聚合 Path cost = 18
– 桥优先级:高16位 (0~65535,默认32768) – 优先级(16bit) = 4Bit 桥优先级 + 12Bit 扩展系统ID – MAC地址:低48位
桥优先级
2字节
桥ID
桥MAC地址
6字节
路径开销(Path Cost)
路径开销用于衡量桥与桥之间路径 的优劣
STP中每条链路都具有开销值
SWC BID=32768.MACC
端口角色确定过程(续)
SWA BID=0.MACA
我是根桥 RPC=0
SWA是根桥 RPC=38
RPC=38
RPC=18
SWA是根桥 RPC=18
SWB BID=8192.MACB
SWA是根桥 RPC=218
SWC BID=32768.MACC
RPC=218
SWD BID=4096.MACD
端口角色确定过程(续)
SWA BID=0.MACA
SWB BID=8192.MACB
Root ID =0.MACA RPC=18
SWC BID=32768.MACC
SWD BID=4096.MACD
端口角色确定过程(续)
SWA BID=0.MACA
我是根桥 RPC=0
SWA是根桥 RPC=38
RPC=38
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STP的收敛
• 交换机端口的5种STP状态
状 态 用
构建网桥表 构建“活动”拓扑 只接收BPDU 强制关闭
途
转发(Forwarding) 学习(Learning) 侦听(Listening) 阻塞(Blocking) 禁用(Disabled)
发送/接收用户数据
生成树计时器
• STP的3种计时器
• Hello时间 • 转发延迟 • 最大老化时间
路径成本
生成树的算法10-6
• 端口ID
端口优先级
8位 取值范围:0 ~ 255 缺省值:128
端口编号
8位
生成树的算法10-7
• 在非根网桥上,选择一个根端口(RP)
在SW1和SW3上,到达SW2 最近的端口是根端口
SW1 Root Port 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b102
100M F0/23 Root Port
生成树算法的验证4-2
• SW1的生成树状态
SW1#show spanning-tree VLAN0001 根网桥信息 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769 生成树的根 Address 001f.caff.1000 This bridge is the root Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 001f.caff.1000 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type 都是指定端口 ---------------- ---- --- --------- -------- ----------------------------Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p 本地交换机接口信息
VLAN1 VLAN2 VLAN2 VLAN3
PVST+区域 PVST区域
VLAN1 VLAN3
CST区域
经过STP计算,会 有一条链路被断开
PVST+的配置命令
ห้องสมุดไป่ตู้• PVST+配置的意义
• 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
VLAN 1~5 的根网桥
VLAN 6~10 的根网桥
• 根路径成本
• 网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和
路径成本:19 路径成本:100
SW1
SW2
Port 1
SW3
SW3的Port 1根路径成本=19+100=119
生成树的算法10-5
• 带宽与路径成本的关系
链路带宽(Mbps)
10 16 45 100 155 622 1000 10000 100 62 39 19 14 6 4 2
• 指定根网桥
• 网桥ID(BID)
• 网桥ID是唯一的 • 选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥
网桥优先级 2字节
网桥的MAC地址 6字节
取值范围:0 ~ 65535 缺省值:32768
生成树的算法10-3
• 以此拓扑为例,介绍STP的计算过程
• 根据网桥ID选择根网桥
优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b102
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级:4096 MAC地址: 000d.2800.b100
Root Port 100M SW3 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b101
生成树的算法10-8
• 根桥上的端口全是指定端口 • 在每个网段上,选择1个指定端口 • 非根桥上的指定端口,选择顺序:
优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b102
SW1
备份链路
100M 100M
SW2 优先级:4096 MAC地址: 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b101
生成树算法的验证4-1
• 三台交换机的生成树协议选举
Root Bridge
SW1
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级:4096 MAC地址: 000d.2800.b100 100M SW3 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b101
生成树的算法10-4
• 选择根端口的依据:
• 到根网桥最低的根路径成本 • 直连的网桥ID最小 • 端口ID最小
50s 15s 35s 20s 15s 20s
转发 转发延迟 学习 转发延迟 倾听 最大寿命 阻塞
小结
• 请思考:
• STP选举过程中,如何确定哪些端口被阻塞? • 生成树端口状态有哪些,分别表示什么含义?
VLAN与STP关系
• PVST IEEE通用生成树( CST)不考虑 VLAN IEEEPVST+ (Cisco私有)为每个 VLAN 构造一个生成树 实例 Cisco私有 可以与CST互操作
BPDU(桥协议数据单元)
• BPDU
• Bridge Protocol Data Unit -桥协议数据单元 • 使用组播发送BPDU • BPDU分为2种类型: • 配置BPDU • 拓扑变更通告(TCN)BPDU • BPDU报文字段
STP利用BPDU选择根网桥
• 当接收到其他交换机发出的 当交换机启动时,假定自己是根网桥,在向外发送 BPDU后,比较网桥ID, 的BPDU中根网桥ID字段填写自己的网桥 ID 选择较小的添加到根网桥 ID中
最终形成广播风暴 SW2 和SW3从所有非接 收端口转发广播
广播
广播 PC1 PC2
STP概述2-2
• STP简介
n n
• STP - Spanning Tree Protocol(生成树协议)
逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生 当线路故障,阻塞接口被激活,恢复通信,起备份线 路的作用
SW3
SW1
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 0021.1ba5.6980 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
指定端口 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type ------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.26 P2p
生成树算法及验证 STP工作原理 生成树协议(STP) BPDU(桥协议数据单元) STP的收敛
STP与VLAN的关系 STP的应用 PVST+的配置命令
PVST+的配置案例
STP概述2-1
• 交换网络环路的产生
• 广播风暴的形成
SW3 F0/1
广播 F0/2 F0/1 SW1 F0/1 SW2 F0/2 F0/2
字段 值
网桥ID: 32768.000d.2800.b102
SW3 根网桥ID 4096.000d.2800.b100 根路径成本 0 发送网桥 ID 4096.000d.2800.b100 当全网所有的交换机接收到全部的 BPDU并作 端口ID xxxx 100M 100M
比较后,就可以选择出唯一的一个根网桥 字段 值
• 根路径成本较低 • 所在的交换机的网桥ID的值较小 • 端口ID的值较小
生成树的算法10-9
• 在每个网段选择1个指定端口(DP)
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) 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b102 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 100M
×
SW2
STP工作原理
• 生成树算法及验证 • BPDU(桥协议数据单元) • STP的收敛
生成树的算法10-1
• 生成树算法分为3个步骤:
• 选择根网桥(Root Bridge) • 选择根端口(Root Ports) • 选择指定端口(Designated Ports)
生成树的算法10-2
SW1 Root Port
100M 根网桥上的端口 都是指定端口
Root Bridge
DP DP
Root Port
DP
SW2 优先级:4096 MAC地址: 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级:32768 MAC地址: 000d.2800.b101
生成树的算法10-10
• 最终形成逻辑结构无环拓扑
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 0021.d780.7400 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type ------------- ---- --- --------- --------阻塞端口 -------------------------------Fa0/23 Root FWD 19 128.23 P2p Fa0/24 Altn BLK 19 128.24 P2p