网络基础知识STP协议
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
数字越小，优先级越大 网桥优先级 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 网桥的MAC地址
STP选择指定端口举例
• 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 C （Block） 100M Root 根网桥上的端口 Bridge 都是指定端口 DP DP 在这个网段上，B的 优先级：32768 网桥ID较小，所以B MAC地址： 上的端口为指定端口 000d.2800.b102 100M
Root Port
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
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
端口优先级
端口编号
8位 取值范围：0 ～ 255 缺省值：128
8位
STP选择根端口举例
• 在非根桥上， 选择一个根端口（RP）
在B和C上，到达 A最近的端口是B 和C的根端口 Root Port
C
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M 下一步：选择指定端口 Root Bridge
2字节 取值范围：0 ～ 65535 缺省值：32768
6字节
STP选择根网桥举例
• 根据网桥ID选择根网桥
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
C 以本拓朴为例， 介绍STP的计算 过程 下一步：选择根端口
Root Bridge
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
• 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 • 当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信， 起备份线路的作用
C
A
B
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（Root Bridge） – 选择根端口（Root Ports） – 选择指定端口（ Designated Ports） 网桥是交换机的前身，由于
BPDU（桥协议数据单元）
• 交换机之间使用BPDU来交换STP信息
• BPDU
有没有想过，交换机 怎么知道其他交换机 – Bridge Protocol Data 的网桥 UnitID －桥协议数据单元 ？怎么知道 哪个端口的根路径成 使用组播发送BPDU，组播地址为： 本最小？
•
01-80-c2-00-00-00
• BPDU分为2种类型：
第 2章
STP协议
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
本章结构
STP的功能 防止广播风暴 算法 STP的工作原理 STP协议 PVST 配置 BPDU包 生成树端口的状态 工作原理
EthernetChannel
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查MAC地址表， 目的地址在表中不 存在 A广播这个数据帧
C
A
B
aa
bb
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
STP举例
BID：32768 000d.2800.b100 BID：32768 000d.2805.c100 100M RP B DP 100M 100M RP 100M C DP BID：32768 000d.2810.d100 D BID：32768 000d.2811.e100 RP 100M Block
Root Port 100M B
DP
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
STP计算结果
• 经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴
优先级：32768 MAC 地址： 备份线路 000d.2800.b102
C
100M
广播风暴的产生
• 当网络中存在物理环路，会产生广播风暴
广播风暴最终会 导致网络资源耗 A查MAC地址表，目 尽，交换机死机！ C 标地址在表中不存在， A广播这个帧 形成双向广播环， B与C查MAC地址表， 广播永远不会停止， 未知目标地址，B与C 产生广播风暴 广播该帧
A
B
aa
bb
STP协议介绍
Root Bridge
DP
A
经过STP计算后的逻辑拓朴
BID：32768 000d.2800.b100 BID：32768 000d.2805.c100 100M B
Root Bridge
A
100M 100M
C BID：32768 000d.2810.d100
D BID：32768 000d.2811.e100
路径成本：100
Port 1
A Root Bridge
B
C
C的Port 1根路径成本＝19＋100＝119
路径成本
• 路径成本根据链路带宽的高低规定
链路带宽（Mb/s）
10 16 45 100 155 622 1000 10000 100 62 39 19 14 6 4 2
路径成本
端口ID
• 端口ID的组成
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
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Βιβλιοθήκη Baidu依据是：
– 根路径成本最低 – 直连的网桥ID最小 – 端口ID最小
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
路径成本：19
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
数字越小，优先级越大 网桥优先级 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 网桥的MAC地址
STP选择指定端口举例
• 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 C （Block） 100M Root 根网桥上的端口 Bridge 都是指定端口 DP DP 在这个网段上，B的 优先级：32768 网桥ID较小，所以B MAC地址： 上的端口为指定端口 000d.2800.b102 100M
Root Port
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
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
端口优先级
端口编号
8位 取值范围：0 ～ 255 缺省值：128
8位
STP选择根端口举例
• 在非根桥上， 选择一个根端口（RP）
在B和C上，到达 A最近的端口是B 和C的根端口 Root Port
C
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M 下一步：选择指定端口 Root Bridge
2字节 取值范围：0 ～ 65535 缺省值：32768
6字节
STP选择根网桥举例
• 根据网桥ID选择根网桥
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
C 以本拓朴为例， 介绍STP的计算 过程 下一步：选择根端口
Root Bridge
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
• 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 • 当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信， 起备份线路的作用
C
A
B
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（Root Bridge） – 选择根端口（Root Ports） – 选择指定端口（ Designated Ports） 网桥是交换机的前身，由于
BPDU（桥协议数据单元）
• 交换机之间使用BPDU来交换STP信息
• BPDU
有没有想过，交换机 怎么知道其他交换机 – Bridge Protocol Data 的网桥 UnitID －桥协议数据单元 ？怎么知道 哪个端口的根路径成 使用组播发送BPDU，组播地址为： 本最小？
•
01-80-c2-00-00-00
• BPDU分为2种类型：
第 2章
STP协议
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
本章结构
STP的功能 防止广播风暴 算法 STP的工作原理 STP协议 PVST 配置 BPDU包 生成树端口的状态 工作原理
EthernetChannel
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查MAC地址表， 目的地址在表中不 存在 A广播这个数据帧
C
A
B
aa
bb
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
STP举例
BID：32768 000d.2800.b100 BID：32768 000d.2805.c100 100M RP B DP 100M 100M RP 100M C DP BID：32768 000d.2810.d100 D BID：32768 000d.2811.e100 RP 100M Block
Root Port 100M B
DP
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
STP计算结果
• 经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴
优先级：32768 MAC 地址： 备份线路 000d.2800.b102
C
100M
广播风暴的产生
• 当网络中存在物理环路，会产生广播风暴
广播风暴最终会 导致网络资源耗 A查MAC地址表，目 尽，交换机死机！ C 标地址在表中不存在， A广播这个帧 形成双向广播环， B与C查MAC地址表， 广播永远不会停止， 未知目标地址，B与C 产生广播风暴 广播该帧
A
B
aa
bb
STP协议介绍
Root Bridge
DP
A
经过STP计算后的逻辑拓朴
BID：32768 000d.2800.b100 BID：32768 000d.2805.c100 100M B
Root Bridge
A
100M 100M
C BID：32768 000d.2810.d100
D BID：32768 000d.2811.e100
路径成本：100
Port 1
A Root Bridge
B
C
C的Port 1根路径成本＝19＋100＝119
路径成本
• 路径成本根据链路带宽的高低规定
链路带宽（Mb/s）
10 16 45 100 155 622 1000 10000 100 62 39 19 14 6 4 2
路径成本
端口ID
• 端口ID的组成
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
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Βιβλιοθήκη Baidu依据是：
– 根路径成本最低 – 直连的网桥ID最小 – 端口ID最小
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
路径成本：19