第4章 生成树协议及链路聚合PPT课件
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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
Maximum Time Hello Time
Forward Delay
Root Bridge ID:本交换机所认为的根交换机ID。
Cost of Path：路径开销是从Switch到Root Bridge的 方向叠加的。
Bridge ID:本交换机的桥ID信息，由2字节的交换机 优先级和6字节MAC地址组成。
➢生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解 决网络环路问题
➢生成树协议实现了在交换网络中通过SPA（生 成树算法）生成一个没有环路的网络，当主 要链路出现故障时，能够自动切换到备份链 路，保证网络的正常通信。
生成树协议
➢生成树协议的分类
第一代生成树协议：STP/RSTP 第二代生成树协议：PVST/PVST+ 第三代生成树协议：MISTP/MSTP
路径；
3.所有非根交换机都有一个根端口（Root Port）， 即提供最短路径到根交换机（Root Bridge）的端口；
4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于 该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连 的端口称为指定端口（Designated port）； 5.根端口（Roor port）和指定端口（Designated port）进入转 发Forwarding状态；
第4章 生成树协议及链路聚合
教学大纲要求：
➢ 掌握生成树协议(STP)的工作原理，主要包括STP产生的 背景，根交换机产生的过程，主链路备份链路切换的过 程，BPDU中技术参数、技术标准的规定等
➢ 掌握快速生成树协议(RSTP)的工作原理，弄清RSTP对 STP的改进
➢ 掌握在STAR-S2126G交换机上配置STP、RSTP的方法（包 括根交换机的配置、端口优先级的配置）
Port ID:发送该报文的端口信息，由1字节端口优先 级和1字节端口ID组成。
Message Age:报文已存活时间。
Maximum Time:当一段时间未收到任何BPDU，生 存期达到Max Age时，网桥则认为该端口连接的链 路发生故障。默认20秒。
Hello Time:发送BPDU的周期。默认2秒。
6.其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking或Discarding）。
实现方法：
在所有交换机之间交换BPDU，交换机收到高优先级的BPDU，就 在该端口保存这些信息，并向所有端口更新并传播；如果收到比自 己优先级低的BPDU，就丢弃该信息。
生成树协议的工作过程
根端口
switchB
指定端口
A为根交换机 switchA
主要链路正 常时，断开 备份链路
主要链路出故 障时,自动启 用备份链路
课程议题
➢ 以太网链路聚合 ➢ 交换网络中的冗余链路 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP
生成树协议
➢ 生成树协议（spanning-tree protocol）由 IEEE 802.1d标准定义
Forward Delay：BPDU全网传输延迟。默认15秒
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， 所有支持STP协议的交换机都会接收并处理收到的BPDU报文。
生成树工作机制
1.网络中选择了一个交换机为根交换机（Root Bridge）； 2.每个交换机都计算出了到根交换机（Root Bridge）的最短
网络中存在的单点故障
故障
网络中的单点故障可导致网络的无法访问
交换网络中的冗余链路
故障
在网络中提供冗余链路解决单点故障问题
冗余链路出现的问题--环路
广播风暴
发送一个广播帧
冗余链路会造成网络环路,当交换网络中出现环路会产 生广播风暴、多帧复制和MAC地址表不稳定等现象。 严重影响网络正常运行。
环路问题的解决
➢ 掌握以太网链路聚合技术，包括链路聚合的实现方式及 层次，链路聚合技术的注意事项
本章内容
➢ 交换网络中的冗余链路 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP ➢ 以太网链路聚合
课程议题
➢ 生成树协议概述 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP ➢ 以太网链路聚合
10Mbps
100
2000000
100Mbps 19
200000
1000Mbps 4
20000
选择到根交换机的最ห้องสมุดไป่ตู้路径
100
100
SwA
SwB
SwC
路径开销为100
19
19
38
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
Maximum Time Hello Time
Forward Delay
Root Bridge ID:本交换机所认为的根交换机ID。
Cost of Path：路径开销是从Switch到Root Bridge的 方向叠加的。
Bridge ID:本交换机的桥ID信息，由2字节的交换机 优先级和6字节MAC地址组成。
➢生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解 决网络环路问题
➢生成树协议实现了在交换网络中通过SPA（生 成树算法）生成一个没有环路的网络，当主 要链路出现故障时，能够自动切换到备份链 路，保证网络的正常通信。
生成树协议
➢生成树协议的分类
第一代生成树协议：STP/RSTP 第二代生成树协议：PVST/PVST+ 第三代生成树协议：MISTP/MSTP
路径；
3.所有非根交换机都有一个根端口（Root Port）， 即提供最短路径到根交换机（Root Bridge）的端口；
4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于 该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连 的端口称为指定端口（Designated port）； 5.根端口（Roor port）和指定端口（Designated port）进入转 发Forwarding状态；
第4章 生成树协议及链路聚合
教学大纲要求：
➢ 掌握生成树协议(STP)的工作原理，主要包括STP产生的 背景，根交换机产生的过程，主链路备份链路切换的过 程，BPDU中技术参数、技术标准的规定等
➢ 掌握快速生成树协议(RSTP)的工作原理，弄清RSTP对 STP的改进
➢ 掌握在STAR-S2126G交换机上配置STP、RSTP的方法（包 括根交换机的配置、端口优先级的配置）
Port ID:发送该报文的端口信息，由1字节端口优先 级和1字节端口ID组成。
Message Age:报文已存活时间。
Maximum Time:当一段时间未收到任何BPDU，生 存期达到Max Age时，网桥则认为该端口连接的链 路发生故障。默认20秒。
Hello Time:发送BPDU的周期。默认2秒。
6.其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking或Discarding）。
实现方法：
在所有交换机之间交换BPDU，交换机收到高优先级的BPDU，就 在该端口保存这些信息，并向所有端口更新并传播；如果收到比自 己优先级低的BPDU，就丢弃该信息。
生成树协议的工作过程
根端口
switchB
指定端口
A为根交换机 switchA
主要链路正 常时，断开 备份链路
主要链路出故 障时,自动启 用备份链路
课程议题
➢ 以太网链路聚合 ➢ 交换网络中的冗余链路 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP
生成树协议
➢ 生成树协议（spanning-tree protocol）由 IEEE 802.1d标准定义
Forward Delay：BPDU全网传输延迟。默认15秒
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， 所有支持STP协议的交换机都会接收并处理收到的BPDU报文。
生成树工作机制
1.网络中选择了一个交换机为根交换机（Root Bridge）； 2.每个交换机都计算出了到根交换机（Root Bridge）的最短
网络中存在的单点故障
故障
网络中的单点故障可导致网络的无法访问
交换网络中的冗余链路
故障
在网络中提供冗余链路解决单点故障问题
冗余链路出现的问题--环路
广播风暴
发送一个广播帧
冗余链路会造成网络环路,当交换网络中出现环路会产 生广播风暴、多帧复制和MAC地址表不稳定等现象。 严重影响网络正常运行。
环路问题的解决
➢ 掌握以太网链路聚合技术，包括链路聚合的实现方式及 层次，链路聚合技术的注意事项
本章内容
➢ 交换网络中的冗余链路 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP ➢ 以太网链路聚合
课程议题
➢ 生成树协议概述 ➢ 生成树协议STP ➢ 快速生成树协议RSTP ➢ 配置STP、RSTP ➢ 以太网链路聚合
10Mbps
100
2000000
100Mbps 19
200000
1000Mbps 4
20000
选择到根交换机的最ห้องสมุดไป่ตู้路径
100
100
SwA
SwB
SwC
路径开销为100
19
19
38