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DP200006 STP&RSTP 技术原理

DP200006 STP&RSTP 技术原理. ISSUE 1.0. 前 言. 本课程介绍 STP （生成树协议）和 RSTP （快速生成树协议）的原理与配置。 STP 运行于以太网交换机上，为解决 交换网络中的环路问题 在网络上修剪出一棵无环的树。 RSTP 是 STP 的升级版本，与 STP 相比，最显著的特点就是通过新的机制， 加快了收敛速度 。. 目 标. 学习完此课程，您将会： 描述 STP 生成树基本计算过程 描述配置 BPDU 在计算过程中的作用 ( 关键字段记住 ) 描述 RSTP 的基本计算过程 描述 RSTP 端口状态的迁移. 内容介绍.

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Presentation Transcript

  1. DP200006 STP&RSTP技术原理 ISSUE 1.0

  2. 前 言 本课程介绍STP（生成树协议）和RSTP（快速生成树协议）的原理与配置。 STP运行于以太网交换机上，为解决交换网络中的环路问题在网络上修剪出一棵无环的树。 RSTP是STP的升级版本，与STP相比，最显著的特点就是通过新的机制，加快了收敛速度。

  3. 目 标 学习完此课程，您将会： • 描述STP生成树基本计算过程 • 描述配置BPDU在计算过程中的作用(关键字段记住) • 描述RSTP的基本计算过程 • 描述RSTP端口状态的迁移

  4. 内容介绍 第1章 环路引起的问题 第2章 生成树基本计算过程 第3章 配置BPDU 第4章 RSTP原理与配置

  5. 1 2 3 交换机转发流程回顾 PCA SWA 00-0D-56-BF-88-10 E0/2 E0/3 E0/5 E0/6 SWB PCB 00-0D-56-BF-88-20

  6. 1 2 3 4 4 环路引起的问题之一 —— 广播风暴 广播 PCA SWA SWB

  7. 1 2 3 交换机学习MAC地址表回顾 PCA SWA 00-0D-56-BF-88-10 E0/2 E0/3 E0/5 E0/6 SWB PCB 00-0D-56-BF-88-20

  8. 环路引起的问题之二 —— MAC地址表不稳定 PCA SWA 00-0D-56-BF-88-10 00-0D-56-BF-88-10 E0/2 E0/2 00-0D-56-BF-88-10 E0/4 E0/3 E0/4 错误目的端口 E0/5 E0/6 SWB

  9. 为什么引入生成树协议 LAN D • 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 ROOT LAN A LAN B LAN E LAN C

  10. 内容介绍 第1章 环路引起的问题 第2章 生成树基本计算过程（宏观） 第3章 配置BPDU（微观） 第4章 RSTP原理与配置

  11. 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）

  12. LANE LANC LAND 生成树基本计算过程－选举根交换机 SWA Root Bridge 32768.00e0-fc16-ee43 LANB LANA SWB SWC 32768. 00e0-fc41-4259 32768. 00e0-fc41-43b9

  13. LANE LANC LAND 生成树基本计算过程－选举非根交换机的根端口 SWA Root Bridge 32768.00e0-fc16-ee43 LANB LANA Root Port Root Port SWB SWC 32768. 00e0-fc41-4259 32768. 00e0-fc41-43b9

  14. LANE LAND LANC 生成树基本计算过程－选举网段的指定端口 SWA Root 32768.00e0-fc16-ee43 LANA的指定端口 LANB的指定端口 LANB LANA SWB SWC 32768. 00e0-fc41-4259 32768. 00e0-fc41-43b9 LAND的 指定端口 LANE的 指定端口 LANC的 指定端口 Alternate Port

  15. 交换机端口角色

  16. LANB LANA LANC LAND 可能的临时环路 SWA SWB Root E0/1 指定端口 E0/2 新预备端口 暂未停止转发 根端口 E0/1 新指定端口 E0/2 新Root SWC SWD 预备端口 新根端口

  17. 3 1 2 3 2 2 端口状态变换 Disabled 端口开启 端口禁用 Listening 端口禁用 端口禁用 Learning Blocking Forwarding 端口禁用

  18. 端口状态描述

  19. LAND LANE LANC STP基本配置－物理拓扑 SWA Root E0/10 E0/20 LANB LANA E0/10 E0/20 E0/20 E0/10 SWB SWC LANC的 指定端口

  20. LAND LANE LANC STP基本配置－配置命令 SWA [Quidway]sysname SWA [SWA]stp enable [SWA]stp mode stp [SWA]stp priority 4096 Root E0/10 E0/20 [Quidway]sysname SWB [SWB]stp enable [SWB]stp mode stp [SWB]stp priority 8192 LANB LANA E0/20 E0/10 E0/20 E0/10 SWB SWC E0/24 [Quidway]sysname SWC [SWC]stp enable [SWC]stp mode stp LANC的 指定端口

  21. STP基本配置－验证STP全局状态 [SWC]display stp Protocol mode: IEEE compatible STP "bridge ID (Pri.MAC): 32768.00e0-fc41-43b9 The bridge times: Hello Time 2 sec, Max Age 20 sec, Forward Delay 15 sec Root bridge ID(Pri.MAC): 4096.00e0-fc41-4259 Root path cost: 200 Bridge bpdu-protection: disabled Timeout factor: 3

  22. STP基本配置－验证STP端口信息 [SWC]display stp interface Ethernet 0/20 Port 20 (Ethernet0/20) of bridge is Forwarding Port spanning tree protocol: enabled Port role: Root Port Port path cost: 200 Port priority: 128 Designated bridge ID(Pri.MAC): 4096.00e0-fc41-4259 The Port is a non-edged port Connected to a point-to-point LAN segment Maximum transmission limit is 3 Packets / hello time Times: Hello Time 2 sec, Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec, Message Age 0 BPDU sent: 4 TCN: 2, RST: 2, Config BPDU: 0 BPDU received: 806 TCN: 0, RST: 11, Config BPDU: 795

  23. 内容介绍 第1章 环路引起的问题 第2章 生成树基本计算过程 第3章 配置BPDU 第4章 RSTP原理与配置

  24. 配置BPDU（Configuration BPDU）的封装与内容 用于检测最优配置BPDU

  25. 配置BPDU中的重要参数 比较次序：Root Identifier > Root Path Cost> Bridge Identifier>Port Identifier 值越小越优先

  26. LANE LANC LAND STP实例－初始化全局参数和端口参数 Root 32768.00e0-fc16-ee43 SWA LANB LANA SWB E1 32768. 00e0-fc41-4259 SWC E2 E3

  27. LANE LAND LANC STP实例－收到更优配置BPDU并记录在端口参数中 Root 32768.00e0-fc16-ee43 SWA E2端口初始化参数 LANB LANA SWB E1 SWC 32768. 00e0-fc41-4259 E1 E2 E3 修改后的E2端口参数 BPDU中的参数

  28. LANE LANC 计算根交换机、根端口和根路径开销 E1端口参数 修正后的全局参数 LANB E1 SWC E2 E3端口参数 E3 E2端口参数 根端口

  29. LANE LANC 选择指定端口（没更新过的是指定端口，更新过的是阻塞端口） E1端口参数 指定端口 LANB 全局参数 E1 SWC E2 E3 E3端口参数 根端口 指定端口

  30. LANE LANC 更新指定端口参数 E1端口参数 指定端口 LANB E1 SWC E2 E3 E3端口参数 全局参数 指定端口

  31. LANE LAND LANC 收到新的配置BPDU 32768. 00e0-fc16-ee43 BPDU中的参数 Root E1 SWA LANB LANA SWB E1 SWC 32768. 00e0-fc41-4259 E1 E2 E3 E1端口参数 修改后的E1端口参数

  32. LANE LANC 重新计算根交换机、根端口和根路径开销 E1端口参数 根端口 修正后的全局参数 LANB E1 SWC E2 E3端口参数 E3 E2端口参数

  33. LANE LANC 重新计算指定端口并更新指定端口参数 全局参数 根端口 LANB E1 SWC E2 E3端口参数 E3 E2端口参数 预备端口 指定端口

  34. LANE LANC 在指定端口上发送配置BPDU 全局参数 根端口 LANB E1 预备端口 SWC 配置BPDU中的参数 E2 E3 E3端口参数 指定端口

  35. LAND 泛洪拓扑改变信息 Root SWA 拓扑改变通知BPDU SWB 拓扑改变确认配置BPDU SWC 拓扑改变配置BPDU

  36. 内容介绍 第1章 环路引起的问题 第2章 生成树基本计算过程 第3章 配置BPDU 第4章 RSTP原理与配置

  37. 生成树协议的不足 • 端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的Forward Delay时间，所以网络拓扑结构改变之后需要至少两倍的Forward Delay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。

  38. 快速生成树协议RTP • 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。

  39. RSTP交换机端口角色

  40. STP与RSTP端口的比较

  41. LANA 预备端口和备份端口 Root Port 32768. 00e0-fc16-ee43 32768. 00e0-fc22-715a Designated Port SWA SWB Root Bridge Alternate Port Root Port 32768. 00e0-fc41-4259 SWC E0/1 E0/2 Backup Port Designated Port Root Port 32768. 00e0-fc41-43b9 SWD

  42. 交换机端口状态

  43. 端口状态迁移原则 Discarding Discarding 已确认无环路风险或者已等待足够长时间，可以进行状态迁移 存在环路风险，需要等待其它交换机完成计算 Forwarding Forwarding

  44. LANC RSTP的改进－选举新的根端口 SWA Root 32768.00e0-fc16-ee43 LANA的指定端口 LANB的指定端口 LANB LANA 根端口 SWB SWC 32768. 00e0-fc41-4259 32768. 00e0-fc41-43b9 预备端口 LANC的 指定端口 新根端口 立即转发

  45. LANE LANC LAND RSTP的改进－选举新的指定端口（边缘端口） SWA 根交换机 32768.00e0-fc16-ee43 LANB LANA SWB SWC 32768. 00e0-fc41-4259 32768. 00e0-fc41-43b9 边缘端口

  46. RSTP的改进－选举新的指定端口（Proposal－Agreement”机制）RSTP的改进－选举新的指定端口（Proposal－Agreement”机制） SWA SWB Root D E0/2 R R E0/1 A D D Proposal Agreement 进入转发状态 保持转发状态 D E0/2 E0/2 Agreement R R D Discarding New Root E0/1 E0/1 A D SWC R D Proposal SWD 进入转发状态 保持转发状态

  47. LAN 协商机制的前提－点到点链路 SWE SWA 过早进入 转发状态 D Proposal SWD Agreement R D R Proposal SWB SWC

  48. LANB LANA LANC LAND 存在环路风险时的状态迁移 SWA SWB E0/1 Root E0/2 指定端口 新预备端口 暂未停止转发 根端口 E0/1 新指定端口 E0/2 新Root SWC SWD 预备端口 新根端口

  49. LANA 配置RSTP－基本配置 [Quidway]sysname SWA [SWA]stp enable [SWA]stp mode rstp [SWA]stp priority 4096 [Quidway]sysname SWB [SWB]stp enable [SWB]stp mode rstp [SWB]stp priority 8192 E0/10 E0/10 SWB SWA D R D E0/20 E0/20 D Root A R E0/20 E0/10 SWC [Quidway]sysname SWC [SWC]stp enable [SWC]stp mode rstp E0/1 D

  50. LANA 配置RSTP－配置点到点链路类型 [SWA]interface Ethernet 0/10 [SWA-Ethernet0/10]stp point-to-point force-true [SWA-Ethernet0/10]quit [SWA]interface Ethernet 0/20 [SWA-Ethernet0/20]stp point-to-point force-true [SWA-Ethernet0/20]quit E0/10 E0/10 SWB SWA D R D E0/20 E0/20 D Root A R E0/20 E0/10 SWC E0/1 D

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