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STP/RSTP/MSTP原理 1.0 引 入 二层网络实现链路的冗余，并且保证不产生环路。通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径环路;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 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。 网络结构比较复杂时，实现网络流量负载均衡 学习目标 了解STP协议产生的背景 掌握STP工作原理 掌握RSTP工作原理 掌握MSTP工作原理 熟练运用华为STP协议命令 课程内容 第一章 透明桥接概述 透明网桥的应用 路径环路的产生 为什么引入STP 透明网桥的应用 拓展LAN的能力 地址学习、数据帧转发、数据帧过滤 问题：一般的透明网桥不会对转发的报文做任何记号，这样，如果网络中存在回路，则有可能报文在回路中不断循环转发，造成网络拥塞 路径环路的产生 为什么引入生成树协议 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 问题 如何判断交换机是否产生了环路？ 小 结 STP的引入能够解决二层网络在链路冗余的情况下，确保无环路的产生，从而增加网络的可靠性 课程内容 STP协议(802.1d) STP基本原理 BPDU配置消息 BPDU TCN 消息 交换机端口的状态 STP的不足 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 bridge） 在所有非根桥中选择一个根端口（root port） 在每个网段选择指定端口（designated port） 网桥、端口角色 Root bridge Non－rootbridge Designated port Non－designated port Root port BPDU（Bridge Protocol Data Unit） BPDU消息：configuration bpdu和 TCN bpdu BPDU配置消息 根网桥的Identifier（RootID） 从指定网桥到根网桥的最小路径开销（RootPathCost） 指定网桥的Identifier 指定网桥的指定端口的Identifier 即（RootID，RootPathCost，DesignatedBridgeID，DesignatedPortID） 配置消息格式 DMA:目的MAC地址 配置消息的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:配置消息固定的链路头 Payload:BPDU数据 配置消息的处理 将各个端口收到的配置消息和自己的配置消息做比较，得出优先级最高的配置消息更新本身的配置消息，主要工作有： 选择根网桥RootID：最优配置消息的RootID 计算到根桥的最短路径开销RootPathCost：如果自己是根桥，则最短路径开销为0，否则为它所收到的最优配置消息的RootPathCost与收到该配置消息的端口开销之和 选择根端口RootPort：如果自己是根桥，则所有端口为指定端口，否则根端口为收到最优配置消息的那个端口 选择指定端口：包括在生成树上处于转发状态的其他端口 从指定端口发送新的配置消息 如何确定最优的配置消息 假定有两条配置消息C1和C2，则： Root bridge ID：如果C1的RootID小于C2的RootID，则C1优于C2 Path cost to root bridge：如果C1和C2的RootID相同，但C1的RootPathCost小于C2，则C1优于C2 Bridge ID：如果C1和C2的RootID、RootPathCost相同，但C1的Bridge ID小于C2，则C1优于C2 Port ID：如果C1和C2的RootID、RootPathCost、 Bridge ID相同，但C1的PortID小于C2，则C1优于C2 TCN BPDU 发送TCN的情形 Port由forwarding、listening转为blocking（链路失效） Switch含有1个designated port，另外1个端口转为forwarding Non－bridge的designated port收到TCN消息 拓扑改变消息的传播 拓扑变化时引发的问题 当拓扑结构发生变化，新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，在所有网桥收到这个变化的消息之前， 若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有发现自己应该在新的拓扑中停止转发，则可能存在临时的回环； 若旧的拓扑结构中阻塞的端口还没有发现自己应该在新的拓扑结构中开始转发，则可能造成网络暂时