生成樹(shù)協(xié)議原理PPT

第1頁(yè),生成樹(shù)協(xié)議原理,第2頁(yè),前言,本PPT主要介紹了生成樹(shù)協(xié)議的技術(shù)細(xì)節(jié)，以及在網(wǎng)絡(luò)工程中如何來(lái)使用生成樹(shù)協(xié)議,適用于對(duì)生成樹(shù)協(xié)議有一定了解的工程師和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員。,第3頁(yè),課程目標(biāo),通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，您可以掌握如下知識(shí)點(diǎn)：生成樹(shù)協(xié)議的工作原理三種生成樹(shù)(STP、RSTP、MSTP)協(xié)議的特性,第4頁(yè),提綱,生成樹(shù)協(xié)議綜述STP協(xié)議概述RSTP協(xié)議概述MSTP協(xié)議概述,第5頁(yè),生成樹(shù)綜述,生成樹(shù)協(xié)議的產(chǎn)生背景,LAN1,LAN2,存在單點(diǎn)故障,冗余的設(shè)計(jì)又會(huì)帶來(lái)環(huán)路,導(dǎo)致廣播風(fēng)暴,第6頁(yè),生成樹(shù)綜述,生成樹(shù)協(xié)議的分類(lèi)生成樹(shù)協(xié)議的分類(lèi)，按照產(chǎn)生的時(shí)間先后順序?yàn)镾TP、RSTP、MSTP生成樹(shù)協(xié)議所遵循的IEEE標(biāo)準(zhǔn)三種生成樹(shù)所遵循的IEEE標(biāo)準(zhǔn)分別為STP-IEEE802.3d，RSTP-IEEE802.3W，MSTP-IEEE802.3S,第7頁(yè),STP概述,STP是怎樣的一個(gè)協(xié)議呢?通過(guò)阻斷冗余鏈路將一個(gè)有環(huán)路的橋接網(wǎng)絡(luò)修剪成一個(gè)無(wú)環(huán)路的樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這樣既解決了環(huán)路問(wèn)題，又能在某條活動(dòng)(active)的鏈路斷開(kāi)時(shí),通過(guò)激活被阻斷的冗余鏈路重新修剪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通.,LAN1,LAN2,該鏈路處于阻塞狀態(tài),該鏈路重新被激活,第8頁(yè),提綱,生成樹(shù)協(xié)議綜述STP協(xié)議概述RSTP協(xié)議概述MSTP協(xié)議概述,第9頁(yè),STP工作原理,SW1,SW2,SW3,第10頁(yè),STP工作原理,基本思想:在網(wǎng)橋之間傳遞配置消息(BPDU),網(wǎng)橋利用收到的配置消息做以下工作:從網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)橋中,選出一個(gè)作為根網(wǎng)橋(root)計(jì)算本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最短路徑網(wǎng)橋選擇一個(gè)根端口,該端口給出的路徑是此網(wǎng)橋到根橋的最短路徑選擇除根端口之外的轉(zhuǎn)發(fā)端口（指定端口）,第11頁(yè),配置消息介紹,配置消息也被稱(chēng)做橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(BPDU)主要內(nèi)容包括:根網(wǎng)橋的Identifier(RootID)從本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最小路徑開(kāi)銷(xiāo)(RootPathCost)發(fā)送該配置消息的網(wǎng)橋的Identifier發(fā)送該配置消息的網(wǎng)橋的指定端口的Identifier即(RootID,RootPathCost,BridgeID,PortID),第12頁(yè),STP工作原理,SW1,SW2,SW3,Root,第13頁(yè),端口狀態(tài),第14頁(yè),拓?fù)涓淖兿⒌膫鞑?1,2,3,4,4,5,5,拓?fù)涓淖兺ㄖ?拓?fù)涓淖儜?yīng)答消息,拓?fù)涓淖兿?SW1,SW2,SW3,Root,第15頁(yè),STP回顧,STP工作原理各種端口狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換,第16頁(yè),提綱,生成樹(shù)協(xié)議綜述STP協(xié)議概述RSTP協(xié)議概述MSTP協(xié)議概述生成樹(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用,第17頁(yè),STP的不足,當(dāng)狀態(tài)發(fā)送變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間大約需要50S如果網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，網(wǎng)絡(luò)會(huì)頻繁的失去連通性，這樣用戶將無(wú)法忍受。,第18頁(yè),RSTP協(xié)議概述,RSTP（快速生成樹(shù)協(xié)議）是從STP發(fā)展而來(lái)，實(shí)現(xiàn)的基本思想一致；RSTP具備STP的所有功能；RSTP改進(jìn)的目的就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，盡可能快的恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性。,第19頁(yè),RSTP改進(jìn)一,當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生改變時(shí)，在新拓?fù)渲械母丝诳梢粤⒖踢M(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),根端口,指定端口,阻塞端口,RootBridge,第20頁(yè),RSTP改進(jìn)一,新的端口角色的引入替換端口(AlternatePort):根端口的備份口，一旦根端口失效，該口就立刻變?yōu)楦丝凇?RootBridge,根端口,指定端口,替換端口,第21頁(yè),RSTP改進(jìn)一,新的端口角色的引入備份端口(BackupPort)：DesignatePort的備份口，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)橋有兩個(gè)端口都連在一個(gè)LAN上，那么高優(yōu)先級(jí)的端口為DesignatedPort，低優(yōu)先級(jí)的端口為BackupPort。,RootBridge,根端口,指定端口,替換端口,備份端口,第22頁(yè),RSTP改進(jìn)二,指定端口可以通過(guò)與相連的網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手，快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。,SW1,SW2,proposal,agree,根端口,指定端口,第23頁(yè),RSTP改進(jìn)三,網(wǎng)絡(luò)邊緣的端口，即直接與終端相連，而不是和其他網(wǎng)橋相連的端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何等待時(shí)延。,邊緣端口，不可能產(chǎn)生環(huán)路,第24頁(yè),RSTP的性能,第一種改進(jìn)的效果：發(fā)現(xiàn)拓?fù)涓淖兊交謴?fù)連通性的時(shí)間可達(dá)數(shù)豪秒，并且無(wú)需傳遞配置消息。第二種改進(jìn)的效果：網(wǎng)絡(luò)連通性可以在交換兩個(gè)配置消息的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，即握手的延時(shí)。第三種改進(jìn)的效果：邊緣端口的狀態(tài)變化不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)連通性，也不會(huì)造成環(huán)路，因此進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)無(wú)延時(shí)。,第25頁(yè),提綱,生成樹(shù)協(xié)議綜述STP協(xié)議概述RSTP協(xié)議概述MSTP協(xié)議概述,第26頁(yè),RSTP的不足,RSTP（包括STP）在計(jì)算拓?fù)鋾r(shí)，是以交換機(jī)為基本單位，與VLAN毫無(wú)任何關(guān)系，那么在特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，就會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：,vlan10,vlan10,vlan20,vlan20,vlan10,vlan10,vlan20,vlan20,Discarding,如果在1和2間的鏈路給Discarding。由于交換機(jī)3、4不包含vlan10，無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)vlan10的數(shù)據(jù)包，這樣SW1的vlan10就無(wú)法與SW2的vlan10進(jìn)行通訊。,SW1,SW2,SW3,SW4,SW1,SW3,SW2,SW4,第27頁(yè),RSTP的不足,在實(shí)際工程中,如果使用RSTP只能做到冗余備份,無(wú)法做到按照VLAN流量來(lái)進(jìn)行負(fù)載均衡.,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,第28頁(yè),MSTP簡(jiǎn)介,MSTP是在傳統(tǒng)的STP、RSTP的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新的生成樹(shù)協(xié)議，本身就包含了RSTP的快速Forwarding機(jī)制。MSTP是基于實(shí)例來(lái)進(jìn)行無(wú)環(huán)拓?fù)溆?jì)算，既避免了環(huán)路的產(chǎn)生，也能讓相同vlan間的通訊不受影響。,第29頁(yè),生成樹(shù)配置,A,B,C,環(huán)路！,環(huán)路！,Switch(config)#spanning-tree/開(kāi)啟生成樹(shù)協(xié)議