第4章 生成树协议
《生成树协议》课件
目 录
• 生成树协议概述 • 生成树协议的种类 • 生成树协议的应用场景 • 生成树协议的配置 • 生成树协议的性能优化 • 生成树协议的发展趋势
01
生成树协议概述
生成树协议的定义
生成树协议
一种用于在局域网中消除环路的 路由协议。
定义补充
生成树协议通过禁用某些网络路 径来避免环路，从而防止广播风 暴，并确保网络中的所有设备都 能以高效的方式通信。
生成树协议的未来挑战与机遇
挑战
随着网络规模的扩大和复杂性的增加，生成树协议面临更多的挑战，如算法的 复杂度、网络的动态变化等。
机遇
生成树协议在网络领域具有广泛的应用前景，未来将有更多的应用场景需要用 到生成树协议，如5G、6G通信网络、工业互联网等。同时，随着技术的不断发 展，生成树协议也将迎来更多的发展机遇。
使用命令“set port path cost 0/0/1 20000”将端口 0/0/1的路径开销设置为20000。
设置端口优先级值
使用命令“set port priority 0/0/1 4096”将端口0/0/1 的优先级值设置为4096。
启用生成树协议
使用命令“enable spanning-tree”启用生成树协议。
广域网
在广域网中，生成树协议主要用于优化网络的拓扑结构，提高网络的可 靠性和稳定性。
广域网中的生成树协议可以避免环路问题，减少广播风暴的发生，提高 网络的性能和可靠性。
生成树协议还可以帮助广域网管理员实现快速的网络故障定位和恢复， 提高网络的可用性和可靠性。
04
生成树协议的配置
生成树协议的配置步骤
全性，保障网络的稳定和安全。
生成树协议的新技术应用
《生成树协议 》课件
生成树协议的优点
1 提高性能
生成树协议通过减少冗余数据的传输，提高了网络的带宽利用效率，进而提高了性能。
2 提高可靠性
生成树协议确保数据只在需要的路径上传输，减少了丢包和数据错误的可能性，提高了 网络的可靠性。
3 简化管理
生成树协议自动构建和维护广播树，减少了人工干预，简化了网络管理的工作。
生成树协议 PPT课件
欢迎来到《生成树协议》PPT课件！在本课程中，我们将深入探讨生成树协 议的概念、作用、分类、优点、工作原理、实际应用以及总结。让我们开始 这个精彩的旅程吧！
生成树协议是什么？
生成树协议是一种用于网络环境中的通信协议，它的主要目的是在网络中建立一颗无环的广播树结构。这样可 以有效地减少冗余数据的传输，提高网络性能。
生成树协议的工作原理
网络拓扑
生成树协议根据网络拓扑构建一 颗无环的广播树，确保数据按照 最短路径传输。
树的构建
生成树协议使用分布式算法，在 网络中选择一个根节点，并逐步 建立广播树的连接。
数据传输
生成树协议确保数据只在广播树 上的有效路径上传输，减少冗余 和带宽浪费。
生成树协议的实际应用
1
数据中心
2
(RSTP)
RSTP是STP的改进版，它具有更快的收
敛时间和更好的网络恢复能力。
3
Spanning Tree Protocol (STP)
STP是最早使用的生成树协议，它使用 分布式算法在网络中选择一个根节点， 并通过端口状态的变化来构建广播树。
Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)
2
第四章RCNA-04-STP-v1[1].0
![第四章RCNA-04-STP-v1[1].0](https://img.taocdn.com/s3/m/1d87181cff00bed5b9f31d67.png)
Root Bridge
SW2:
4096.00-d0-f8-00-22-22
4.2.3 STP协议的端口状态 STP协议的端口状态
STP的端口状态 STP的端口状态
阻塞状态（Blocking）
– 不能接收或者传输数据，不能把MAC地址加入地址表，
只能接收BPDU
监听状态（Listening）
– 不能接收或者传输数据，也不能把MAC地址加入地址
2.STP的路径成本 2.STP的路径成本
路径成本的计算和链路的带宽相关联 根路径成本就是到根网桥的路径中所有链路 的路径成本的累计和 修订前后的802.1d路径成本 ： 修订前后的 路径成本
链路带宽 10G 1000M 100M 10M 成本（修订前） 成本（修订后） 成本（修订前） 成本（修订后） 1 2 1 10 100 4 19 100
第4章 局域网中的冗余链路
本章学习目标: 通过本章的学习，能够： – 理解局域网的冗余拓扑; – 理解交换环路带来的问题; – 理解生成树协议; – 理解快速生成树协议; – 掌握STP与RSTP的配置; – 理解端口聚合的概念; – 掌握端口聚合的配置;
本章内容
冗余拓扑 生成树协议 快速生成树协议 STP与RSTP的配置 以太网端口聚合
接提供了替代路径 – 备份（backup）端口BP：提供了到达同段网络的 备份路径
RSTP 的端口角色
Root Bridge DP DP DP BP
RP
AP
快速生成树协议
3种端口状态——丢弃（discarding）、学习 （learning）和转发（forwarding）
STP端口状态 端口状态 Disabled Blocking Listening Learning Forwarding RSTP端口状 端口状 态 Discarding Discarding Discarding Learning Forwarding 在活动的拓扑 中是否包含此 状态 否 否 否 是 是
04_生成树协议(实验课程)
04
本章内容
• 生成树协议的配置 • 快速生成树协议的配置 • 协议相关参数配置
课程议题
生成树协议的配置
生成树协议的配置
• 【背景描述】
– 你们学校为了开展计算机教学和网络办公，建立了一个计算机教 室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组 成内部校园网；为了提高网络的可靠性，作为网络管理员的你要 用2条链路将交换机互连，现要求在交换机上做适当配置，使网络 避免环路。
• 【实验目的】
– 熟悉生成树协议常用参数的配置和作用
• 【实验设备】
– S2126G（2台），PC（2台）、直连线（4条） – S2126G（2台），S3750(1台)，PC（2台）、直连线（5条）
协议相关参数配置
• 【实验内容】
1、根据拓扑将主机和交换机进行连接 2、配置快速生成树协议 4、配置swIC
NIC
课程回顾
• 生成树协议的配置 • 快速生成树协议的配置 • 协议相关参数配置
谢 谢!
• 【实验目的】
– 掌握生成树协议的配置方法，理解生成树协议的作用和特点
• 【实验设备】
– S2126G（2台），PC（2台）、直连线（4条） – S2126G（2台），S3750(1台)，PC（2台）、直连线（5条）
生成树协议的配置
• 【实验内容】
1、根据拓扑将主机和交换机进行连接（未形成环路） 2、测试主机之间可以相互ping通 3、配置生成树协议 4、测试（形成环路） 5、测试（断开主要链路）
协议相关参数配置
• 【实验拓扑：1】
F0/23 switch1 F0/5 NIC F0/24
F0/23 switch2 F0/24 F0/5
第4章 生成树协议和链路聚合
第4章生成树协议和链路聚合当我们进行网络拓扑结构的设计和规划时，冗余常常是我们考虑的重要因素之一。
冗余的重要性体现在它可以帮助我们避免网络出现单点故障，能够自动进行灾难恢复，最大限度地减少由于网络故障所带来的损失，提高网络的稳定性。
然而，在交换网络中，我们在实现冗余的同时，几乎一定会出现环路，交换环路很容易引起广播风暴、多帧复制和MAC地址表不稳定等问题，这些问题同样可能导致网络不可用。
为了解决交换环路带来的问题，生成树协议可以逻辑地阻塞一些交换机的端口，使具有环路的网络在逻辑上变成树形的网络结构；而链路聚合技术是将交换机的多个端口捆绑成一条高带宽链路，同时通过几个端口进行链路负载均衡，既实现了网络的高速性，也保证了链路的冗余性。
学习完本章，要达到以下目标：●了解在网络中实现冗余的重要性●理解交换环路对网络的影响●掌握生成树协议的工作原理●掌握快速生成树协议和多生成树协议的基本原理●掌握生成树协议的配置●了解链路聚合的作用●理解链路聚合的工作原理●掌握链路聚合的配置4.1冗余和交换环路问题4.1.1 冗余对于网络的重要意义如今的企业，越来越依赖于计算机网络来组织和实施企业的生产活动。
一旦网络出现故障，企业就会面临生产无法协调、不能按合同交付产品、客户满意度下降等损失。
所以企业对网络的可靠性要求非常高。
他们希望网络能不间断地运转，如果一旦网络出现故障，也希望故障时间在一年内不超过几分钟。
如此高可靠性要求，质量再好的网络产品也难以保证，所以既能容忍网络故障，又能够从故障中快速恢复的网络设计是必要的。
冗余正好可以最大限度地满足这个要求。
冗余的目的是减少网络因单点故障引起的停机损耗。
如图4-1所示。
网段A网段B图4-1 单点故障：网段A和网段B之间无法互相访问在图4-1中，网段A和网段B之间只有一条链路连接，一旦线路出现问题，比如断路或者接头损坏，网段A和网段B之间就无法互相访问了，这种故障就是单点故障。
第4章 生成树协议 Packet Tracer实训入门教程-思科CCNA模拟器
第4章 生成树协议
杨秀成
生成树协议
一、生成树协议STP配置 二、快速生成树协议RSTP配置 三、多生成树协议MSTP配置
Packet Tracer实训入门教程
杨秀成
一、生成树协议STP配置
1、实验背景 将两条链路把交换机互连，提高网络可靠性。 2、实验原理 （1）根桥（Root Bridge）；（2）根端口（Root Port）；（3）指定端口（Designate Port）；（4）备份端口（Alternate Port）--闭塞状态； （5）BPDU（桥协议数据单元）--选举规则 （6）桥ID（Bridge ID）；（7）路径开销（Path Cost）
//配置RSTP
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杨秀成
三、多生成树协议MSTP配置
1、概念
多生成树协议（ Multiple Spanning Tree Protocol ），允许一个交换环境中运行多 个生成树，每个生成树称为一个实例，MSTP将路由环路网络修剪成一个无环的树形网络， 避免广播风暴的产生，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现 VLAN数据的负载均衡，MSTP还兼容STP和RSTP。
2、基本思想
基于实例（Instance）计算出多棵生成树，每个实例都会生成自己的生成树，并且每 个实例可以包含一个或多个VLAN，每一个VLAN只能映射到一个实例。交换机可以通过配置 多个实例，实现不同VLAN组之间的负载分担。
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杨秀成
协议版本号为0x02 类型为0x02 使用Flags字段的全部8位 最后增加了Versionl Length字段
生成树协议书原理
生成树协议书原理甲方（以下简称“甲方”）：地址：法定代表人：乙方（以下简称“乙方”）：地址：法定代表人：鉴于甲方拥有生成树技术的知识产权及相关技术成果，乙方具有实施该技术的能力与需求，双方本着平等互利的原则，经友好协商，就生成树技术的应用与推广达成如下协议：第一条技术授权1.1 甲方同意将其拥有的生成树技术授权给乙方使用。
1.2 授权范围仅限于本协议约定的地域和领域内。
1.3 乙方应严格按照甲方提供的技术规范和操作手册进行操作。
第二条授权期限2.1 本协议授权期限自本协议签订之日起至____年____月____日止。
2.2 若双方同意延长授权期限，应于授权期限届满前____个月书面通知对方。
第三条技术资料与支持3.1 甲方应向乙方提供完整的技术资料，包括但不限于技术手册、操作流程等。
3.2 甲方应提供必要的技术支持，协助乙方解决技术实施过程中的问题。
第四条保密条款4.1 双方应对本协议内容及在合作过程中知悉的对方商业秘密予以保密。
4.2 未经对方书面同意，任何一方不得向第三方披露、泄露或允许他人使用上述保密信息。
第五条费用与支付5.1 乙方应向甲方支付技术使用费，具体金额为____元。
5.2 支付方式为____（如：一次性支付、分期支付等）。
5.3 支付时间点为____（如：合同签订后____天内、每季度初等）。
第六条违约责任6.1 如一方违反本协议约定，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的损失。
6.2 违约方应支付违约金，金额为违约行为发生时技术使用费的____%。
第七条争议解决7.1 双方因履行本协议所发生的任何争议，应首先通过友好协商解决。
7.2 如协商不成，任何一方可将争议提交至甲方所在地人民法院通过诉讼方式解决。
第八条其他8.1 本协议的修改和补充应以书面形式进行，并经双方授权代表签字盖章后生效。
8.2 本协议未尽事宜，双方可另行协商确定。
本协议一式两份，甲乙双方各执一份，具有同等法律效力。
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生成树协议的作用和意义
生成树协议的作用在于提高网络的可靠性和稳定性，确保通信路径的高效和可用性，从而提升整个网络 的性能。
生成树协议的实现原理
1
BPDU交换
通过交换生成树协议的帧（BPDU）来协商网络中的节点，确定主干路径和边缘 节点。
2
冲突检测和环路排除
使用树算法和冗余信息，检测和排除可能导致环路的冲突和链路。
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欢迎来到《生成树协议》PPT课件，本课程将带您深入了解生成树协议的重 要性和应用，探索其实现原理以及未来的发展。
生成树协议的介绍
生成树协议是网络通信中一种关键的路由协议，用于构建具有自主冗余和高效环路排除的网络体系结构。
生成树协议的定义
生成树协议是一种动态路由协议，通过自动选择网络中的主干路径，实现冗余拓扑的优化和环路的排除。
3
自动调整和更新
根据网络变化实时更新生成树，确常见应用场景
企业局域网
用于构建稳定和可靠的企业局域网，保障内部通信的迅速和可用性。
数据中心网络
在大规模数据中心中，确保数据传输的高效和稳定，减少影响整体服务的故障。
智能交通系统
优化道路和交通信号的架构，确保交通流量的高效控制和智能化管理。
生成树协议的优缺点
1 优点
提高网络的可用性和性能，减少网络中断和故障的影响。
2 缺点
占用网络带宽和资源，需要一定的配置和调优才能发挥最佳效果。
生成树协议的未来发展展望
未来，生成树协议将更加智能化和自适应，结合机器学习和人工智能技术，实现更高效和弹性的网络架 构。
网络设备配置与调试PPT4-4-1生成树协议类型
实例1数据流 实例2数据流
F0/1
F0/1
F0/2
SW2 实例2根网桥 VLAN20
SW1 实例1根网桥 VLAN10 F0/2
F0/1
F0/2
SW3
SW1 根网桥
F0/1
F0பைடு நூலகம்2
F0/1
F0/2
SW2
F0/1
F0/2
SW3
2、快速生成树协议（RSTP）
为了解决STP协议的收敛时间过长的这个缺陷，在IEEE 802.1w标准里 定义了快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）。
RSTP协议的工作过程跟STP协议是一样的，但在STP协议基础上做了改 进，使得收敛速度快得多（最快1秒以内）。
端口状态转换无时延。 RSTP协议仍然向下兼容STP协议，可以混合组网。
3、多生成树协议（MSTP）
多生成树协议MSTP （Multiple Spanning Tree Protocol）是IEEE 802.1s 中定义的一种新型生成树协 议。与STP和RSTP相比， MSTP具有VLAN认知能力，可 以实现负载均衡，可以实现 类似RSTP的端口状态快速切 换。RSTP和STP一样同属于 单生成树，STP/RSTP是基于 端口的，而MSTP是基于实例 的。MSTP兼容STP和RSTP
生成树协议类型
➢ 生成树（STP） ➢ 快速生成树（RSTP） ➢ 多生成树（MSTP）
1、生成树协议（STP）
收敛：网络从一种不稳定的状态转变到稳 定的状态的一系列的过程。
STP的缺陷：
收敛时间过长，存在转发时延（Forward Delay协议默认是15秒）；
可能存在临时环路；
生成树协议书样本
生成树协议书样本甲方（全称）：_____________________地址：___________________________法定代表人：_____________________职务：___________________________联系电话：_______________________电子邮箱：_______________________乙方（全称）：_____________________地址：___________________________法定代表人：_____________________职务：___________________________联系电话：_______________________电子邮箱：_______________________鉴于甲方和乙方在平等、自愿的基础上，就合作事宜达成如下协议：第一条协议目的1.1 本协议旨在明确甲乙双方在生成树技术合作项目中的权利、义务和责任，以促进双方的共同发展。
第二条合作内容2.1 甲方同意向乙方提供生成树技术，并协助乙方进行技术实施。
2.2 乙方同意按照本协议的约定，支付相应的技术使用费用，并保证技术的正确使用。
第三条技术提供与实施3.1 甲方应保证所提供的生成树技术符合国家相关法律法规的要求，并具备相应的技术成熟度。
3.2 乙方应提供必要的技术支持和人员配合，确保技术实施的顺利进行。
第四条费用与支付4.1 乙方应按照本协议约定向甲方支付技术使用费，具体金额为：__________。
4.2 技术使用费的支付方式为：__________。
4.3 乙方应在规定的时间内完成支付，逾期支付应承担相应的违约责任。
第五条知识产权5.1 甲方保证所提供的生成树技术不侵犯任何第三方的知识产权。
5.2 双方应共同维护技术成果的知识产权，未经对方书面同意，任何一方不得擅自使用、转让或许可第三方使用。
第六条保密条款6.1 双方应对在合作过程中知悉的商业秘密和技术秘密予以保密，未经对方书面同意，不得向第三方披露。
生成树协议
生成树协议随着计算机网络技术的不断发展，分布式系统的应用越来越广泛，网络的规模也越来越大，因此在网络中维护一个联通的通信图形结构成为了一个重要的问题。
而生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）就是为了这个问题而存在的。
本文将介绍生成树协议的概念、实现原理和应用。
一、生成树协议的概念生成树协议是一种用于将网络拓扑结构从存在环路的状态转换为不存在环路的状态，并且维护网络可靠的协议。
它通常在局域网中应用，以防止数据包在网络中出现广播风暴和死循环。
生成树协议在广泛应用的同时，也是OSI模型中的第二层协议，即数据链路层协议。
生成树协议的基本原理是利用广播风暴抑制机制，避免数据包在局域网中的广播造成的网络过载和死循环的情况。
生成树协议通过选举一个根桥，以及一些辅助的桥来构造生成树，生成树是一种逻辑拓扑结构，它根据某种算法从所有桥之间的物理拓扑图中抽象出来的一个具有连接桥的最小树形结构。
二、生成树协议的实现原理1、生成树协议的选举生成树协议中的根桥和辅助桥都需要选举，选举的基本原则是桥的优先级和MAC地址。
MAC地址越小的桥优先级越高，因为MAC地址是唯一的，而桥的优先级则是可配置的，也是一种参数。
根据这两个参数，生成树协议就可以完成根桥和辅助桥的选举工作。
2、生成树协议的生成树计算在生成树协议中，除了根桥以外，其它所有桥都是辅助桥，辅助桥的主要作用是在生成树计算过程中帮助根桥完成生成树的计算。
它们通过交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来共同维护生成树的稳定。
3、BPDU交换BPDU是生成树协议中用于交换信息的最小单位。
每个桥在计算生成树的时候，会将自己的状态和生成树状态发送给相邻桥，以此来构造生成树。
BPDU的格式包括一些控制信息，如协议版本、优先级、桥标识符和端口标识符等。
在生成树计算过程中，桥不断地发送、接收和处理BPDU，以此来维护生成树的状态。
第四章 生成树协议与端口安全.ppt
3．路由器的初始配置 1)设置路由器名： 2)设置进入特权模式的密文 3)设置进入特权模式的密码 4)设置虚拟终端访问的密码 5)询问是否要设置路由器支持的各种网络协议 6)配置FastEthernet0/0接口 7)配置serial0接口 8)显示结束后，系统会问是否使用这个设置 9) NAT、ACL与默认路由的配置
交换机/路由器配置与管理
4.1 生成树协议
4.1.4 VLAN快速生成树协议 每个VLAN都生成一棵树是一种比较直接，而且
最简单的解决方法，能够保证每一个VLAN都 不存在环路 4.1.5 多实例生成树协议 多实例生成树协议是基于实例的，所谓实例就是 多 个 VLAN 的 一 个 集 合 ， 通 过 多 个 VLAN 捆 绑 到一个实例中去的方法可以节省通信开销和资 源占用率。
port-priority priority
交换机/路由器配置与管理
4.1 生成树协议
Sw_3550(config)# spanning-tree vlan vlan forwardtime delay
Sw_3550(config)# spanning-tree vlan vlan hello-time interval
{long | short} Sw_3550(config-if)# spanning-tree guard {root | none} Sw_3550(config-if)# spanning-tree port-priority port-
priority Sw_3550(config-if)# spanning-tree vlan vlan-list
交换机/路由器配置与管理
交换机在重新启动或手工清除MAC地址表后，
生成树协议的概念
生成树协议的概念生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）是一种用于在计算机网络中实现环路消除和冗余路径删除的协议。
生成树协议在局域网中起到了非常重要的作用，有效地提高了网络的稳定性和可靠性。
本文将详细介绍生成树协议的概念、原理和工作过程，并探讨其在网络中的应用。
生成树协议的概念：生成树协议是一种通过选择网络中的某些连线来构建一棵树状的拓扑结构，以消除环路并实现冗余路径删除的协议。
在局域网中，如果多个交换机之间存在重复的链路，数据包可能会在链路之间循环传播，导致网络拥塞和数据丢失。
生成树协议通过选择一条主链路以及一系列备份链路，来确保数据包的顺利传输和网络的稳定性。
生成树协议的原理：生成树协议的原理基于图论中的最小生成树算法。
在一个局域网中，多个交换机之间会形成一个图的结构，其中每个交换机对应一个节点，链路对应边。
生成树协议通过计算网络拓扑的最小生成树，确定一条主链路和一系列备份链路，使得网络中的所有节点都能够通过主链路直接或间接地与根节点相连，同时保证没有环路的存在。
生成树协议的工作过程：生成树协议的工作过程可以分为以下几个步骤：1. Bridge ID的选择：在生成树协议中，每个交换机都会有一个唯一的标识符，称为Bridge ID。
根据Bridge ID的大小决定交换机的地位，具有更小Bridge ID 的交换机会成为根交换机。
初始情况下，所有交换机都以自身为根交换机。
2. Root Bridge的选举：交换机通过比较Bridge ID的大小来选举Root Bridge，即全网中拥有最小Bridge ID的交换机。
选举的结果会广播到网络中的所有交换机，使得每个交换机都知道Root Bridge的位置。
3. 生成树的构建：所有非根交换机根据接收到的信息计算到达Root Bridge的最短路径。
生成树协议使用最小帕斯卡尔树算法（Shortest Path Bridging Tree Algorithm, SPBTA）来计算最短路径，并将非根交换机的端口按照最短路径连接到Root Bridge。
任务4： STP生成树协议
任务4 STP生成树协议一、【技术原理】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)。
二、【任务描述】某公司有两个交换机，交换机之间通过网络互连，公司所有的计算机都连接到交换机上。
为了确保计算机之间的可靠通信，现需要对公司的交换网络作冗余备份，同时要防止广播风暴的产生。
该任务要求在交换机上配置STP，实现网络出现故障时的收敛，达到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。
三、【任务实现】1、规划拓扑结构两台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。
交换机之间为绿色点，表示当前处于“连通”状态交换机之间为橘红色，表示当前处于“堵塞”状态1）如果断开线路F0/1，线路F0/2会自动连通，变为绿色，即：“连通”状态。
2）如果线路F0/1恢复连通，线路F0/2又由绿色变为橘红色，即：“堵塞”状态。
（F0/1被STP设定为根桥）2、STP基本配置命令１）修改Brigde ID，重新选根网桥Switch>Switch>enableSwitch#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fastEthernet 0/5Switch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface range fastEthernet 0/1-2Switch(config-if-range)#switchport mode trunkSwitch(config-if-range)#exitSwitch(config)#spanning-tree mode rapid-pvst! RSTPSwitch(config)#exitSwitch#%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console２）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 vlanidSwitch#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32769Address 0010.1107.7528This bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0010.1107.7528Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pFa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2pVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32769Address 0001.422B.7177Cost 19Port 1(FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10)Address 0010.1107.7528Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pFa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2pFa0/5 Desg FWD 19 128.5 P2pSwitch#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1Vlan Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------VLAN0001 Desg FWD 19 128.1 P2pVLAN0010 Desg FWD 19 128.1 P2pSwitch#show spanning-tree interface fastEthernet 0/2Vlan Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------VLAN0001 Desg FWD 19 128.2 P2pVLAN0010 Desg FWD 19 128.2 P2p！Role ：作用Sts(state) ：状态Cost：花费Prio.Nbr：优先级Type：类型！Root ：根端口FWD（forwarding）：转发状态Altnt：替换BLK：空白！P2p:Point to point(点对点) Desg：数据Switch#SwitchB#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32769Address 0010.1107.7528Cost 19Port 1(FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0090.21A7.AD27Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2pFa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2pVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 0Address 0001.4223.0016Cost 19Port 1(FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10)Address 0090.21A7.AD27Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/1 Root FWD 19 128.1 P2pFa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pFa0/5 Desg FWD 19 128.5 P2pSwitchB#SwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1Vlan Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------VLAN0001 Root FWD 19 128.1 P2pVLAN0010 Root FWD 19 128.1 P2pSwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/2Vlan Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------VLAN0001 Altn BLK 19 128.2 P2p ! Altn:t：替换端口VLAN0010 Desg FWD 19 128.2 P2pSwitchB#3）STP与VLAN负载均衡配置配置负载均衡后，每个VLAN有自己的根网桥。
生成树使用的协议
生成树使用的协议生成树使用协议甲方（以下简称“使用方”）：姓名/名称：____________________________地址：_________________________________联系人：_____________________________电话：______________________________身份证/注册号：________________________乙方（以下简称“提供方”）：姓名/名称：___________________________地址：_______________________________联系人：_____________________________电话：______________________________身份证/注册号：________________________鉴于：1. 提供方是一家拥有生成树技术的公司，具有在中国境内提供该技术服务的资格和能力。
2. 使用方希望与提供方合作，使用生成树技术，并按照协议约定对该技术进行合法使用和保护。
为此，双方经过友好协商，达成如下协议：一、双方权利与义务1.1 提供方的权责：（1）提供生成树技术服务，包括但不限于实现生成树算法，提供API等。
（2）按照协议约定向使用方提供技术服务，保证技术服务的正常运行。
（3）如有技术问题，及时回应使用方的请求，协助解决问题。
1.2 使用方的权责：（1）对生成树技术的使用，应符合中华人民共和国法律法规的要求，不得用于任何违法违规的行为。
（2）确定技术使用目的，比如电力网、水利工程等。
（3）确定技术使用范围，包括使用环境、使用人员等。
（4）保护技术服务的安全性，如用于网络上，应采用相应的安全措施，以防止技术服务被滥用、篡改或破坏。
（5）如有技术问题，向提供方及时反馈，并按照协议约定向提供方支付相应的费用。
1.3 双方违约责任：（1）如一方违反了协议约定，导致另一方发生损失，应承担全部责任。
第4章 生成树协议及链路聚合PPT课件
选择到根交换机的最短路径
➢ 1、比较本交换机到达根交换机路径的开销，选择开销最 小的路径。
不同带宽路径的不同表示方法路径值
带宽 (short)
(long)
-------------------------------------
1、选举根交换机（RootBridge）
2、所有非根交换机选择一条到达根 交换机的最短路径
3、所有非根交换机产生一个根端口
BPDU
4、每个LAN确定指定端口
5、将所有根端口和指定端口设为转
switchC
发状态
6、将其他端口设为阻塞状态
注：STP BPDU是一种二层数据帧，其目标MAC地址为多播地址：01-80-C2-00-00-00
根交换机的选择
➢ Bridge ID最小的交换机为根交换机； ➢ Bridge ID：每个交换机唯一的桥ID，由交换
机优先级和Mac地址组合而成； ➢ 先比较交换机的优先级，交换机的优先级越
小则Bridge ID就越小。 ➢ 交换机的优先级相等时，比较Mac地址，Mac
地址越小则Bridge ID就越小。 ➢ 交换机优先级可以由用户设定，交换机的默
➢ 生成树协议标准: IEEE 802.1d标准定义了STP IEEE 802.1w标准定义了RSTP IEEE 802.1s标准定义了MSTP
BPDU(网桥协议数据单元）
Protocol ID Version
Message Type Flags
Root Bridge ID Cost of Path Bridge ID Port ID Message Age
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。
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值 域
协议ID 协议ID 协议版本 BPDU类型 BPDU类型 标志位 根桥ID 根桥ID 根路径开销 指定桥ID 指定桥ID 指定端口ID 指定端口ID Message Age Max Age Hello Time Forward Delay
占用字节
2 1 1 1 8 4 8 2 2 2 2 2
100Mbps
Half Duplex Full Duplex Aggregated Link
1000Mbps
Full Duplex Aggregated Link
16
如何决定BPDU配置消息的优劣 配置消息的优劣 如何决定
比较RID(Root Bridge ID),确定网络同步. RID相同,比较Path Cost(到根桥距离),越小越优. RID/Path Cost相同,比较指定桥的BID (Designated Bridge ID), 越小越优. RID/Path Cost/DBID相同,比较指定端口的ID (Designated Port ID),越小越优.
华为3Com网络学院第三学期
第4章 生成树协议 章
Version 1.0
华为3Com培训中心
引入
STP/RSTP/MSTP的作用
在二层网络上形成树状网络拓扑结构,避免环路.
二层网络环路的危害
1.广播风暴(没有三层网络的TTL机制). 2.MAC地址学习错误.
二层网络的健壮性
STP可以增强网络健壮性,避免单点故障,单链路 故障.
5
STP协议简介 协议简介
STP协议的结果是什么?
阻断了冗余链路,形成了以根桥为树根的树状拓扑结构.
Switch A BID =0001
DP
DP
AP
Switch B BID =0050
DP
DP
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030 6
STP协议简介 协议简介
常用概念
BPDU
哪边更优?
BPDU
17
BPDU交换过程 交换过程
Switch A BID =0001
2 Gig Aggregated 100M Path cost = 18 Switch B BID =0050 1 Gig Path Cost = 4 1 Gig Path Cost = 4 Switch D BID =0030 100M Path Cost = 18 Path cost = 3 Switch C BID =1045
Switch A BID =0001
I'm the Root Switch
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030
I'm the Root Switch
11
如何确定根桥( ) 如何确定根桥(3)
I'm the Root Switch
如何确定根桥( ) 如何确定根桥(1)
根桥—BID(网桥ID)最小的网桥定为根桥. BID—网桥的优先级+网桥MAC. 网桥的优先级为可配置,缺省值为32768. 在缺省情况下,根桥将由MAC地址最小的网桥担任.
10
如何确定根桥( ) 如何确定根桥(2)
I'm the Root Switch
I'm the Root Switch
19
BPDU交换过程 交换过程
I'm the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 18
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Cost to Root =3 Switch C BID =1045 Cost to Root =22
Cost to Root =21 Switch D BID =0030 Cost to Root =22 21
Root Switch = 0001 Lowest Cost to Root = 21
BPDU交换过程 交换过程
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =7 Cost to Root =15
Cost to Root =3 Switch C BID =1045 Cost to Root =22 Cost to Root =29
Cost to Root =21 Switch D BID =0030 Cost to Root =11 23
Switch A BID =0001 DP DP Switch B BID =0050 DP DP
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030
7
BPDU报文结构(1) 报文结构( ) 报文结构
STP通过BPDU(Bridge Protocol Data Unit)报文来学习网络拓 扑结构. BPDU报文的目标MAC地址为:01-80-C2-00-00-00. BPDU报文在直连的两个网桥或多个网桥内交换,不能被转发. 没有运行STP协议的网桥将把BPDU报文当作普通业务报文转 发.
I'm the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =7
Switch B
Switch C
8
BPDU报文结构(2) 报文结构( ) 报文结构
DMA SMA L/T LLC Header Payload
DMA:目的MAC地址 目的地址是一个固定的桥的组播地 址(0x0180c2000000) SMA:源MAC地址 即发送该配置消息的桥MAC地址 L/T:帧长 LLC Header:固定的链路头 Payload:BPDU数据
2
课程内容
第一章 STP(802.1D)协议原理 协议原理 第二章 RSTP(802.1W)协议原理 协议原理 第三章 MSTP(802.1S)协议原理 协议原理 第四章 STP的相关配置 的相关配置 第五章 STP的保护措施 的保护措施
3
STP协议原理 协议原理
STP协议简介 STP协议简介 BPDU报文结构 BPDU报文结构 如何确定根桥 如何计算STP Path Cost 如何计算STP 如何确定端口角色 端口的状态迁移及定时器 MAC地址学习的生存周期 MAC地址学习的生存周期 STP的不足 STP的不足
24
确定网桥端口角色
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Path Cost的两种定义标准
Speed
10Mbps
Link type
Half Duplex Full Duplex Aggregated link
802.1D cost
100 95 90 19 18 15 4 3
802.1t cost
2,000,000 1,999,999 1,000,000 200,000 199,999 100,000 20,000 10,000
根桥(Root Bridge)—桥ID最小的网桥.其中桥ID是由网桥的优先级 和网桥的MAC组成. 根端口(Root Port)—这个端口到达根桥的路径是该端口所在网桥到 达根桥的最佳路径.全网中只有根桥是没有根端口的. 指定端口(Designated Port)—每一个网段选择到根桥最近的网桥作 为指定网桥,该网桥到这一网段的端口为指定端口. 可选端口(Alternated Port)—既不是指定端口,也不是根端口的端 口.
I'm the Root Switch
Root Switch =0001
Switch A BID =0001
Root Switch = 0001
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030 14
I'm the Root Switch
如何确定根桥( ) 如何确定根桥(6)
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =7
I'm the Root Switch
Sபைடு நூலகம்itch A BID =0001
I'm the Root Switch
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030 12
I'm the Root Switch
如何确定根桥( ) 如何确定根桥(4)
I'm the Root Switch
Root Switch =0001
Switch A BID =0001
Root Switch = 0001
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030 13
I'm the Root Switch