STP-RSTP-MSTP技术交流-龙华林

STP_RSTP_MSTP协议技术交流华为3Com产品培训系列胶片协议原理及配置引入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。学习目标了解STP/RSTP/MSTP协议的基本概念和工作原理掌握STP/RSTP/MSTP在斐讯交换机设备上的配置学习完本课程，您应该能够：课程内容第一章STP(802.1D)协议原理第二章RSTP(802.1W)协议原理第三章MSTP(802.1S)协议原理第四章MSTP的相关配置STP协议原理STP协议简介BPDU报文结构如何确定根桥如何计算STPPathCost如何确定端口角色端口的状态迁移及定时器STP的不足STP协议简介STP都做了些什么？？？STP在二层交换网络中选择一个根桥作为全部二层交换网络的逻辑中心（RootBridge）。STP为全网中每一个参与STP运算的交换机计算到达根桥的最短距离（PathCost)。检测二层交换网络中存在的冗余链路，并把他们置于阻断/备份状态。检测拓扑结构的变化并根据情况计算新的生成树。STP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。SwitchABID=0001SwitchCBID=1045SwitchBBID=0050SwitchDBID=0030DPDPDPDPAPSTP协议简介常用概念.根桥(RootBridge)—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(RootPort)—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(DesignatedPort)—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。非指定端口(Non-DesignatedPort)—既不是根端口，也不是指定端口，根端口或者指定端口的备份端口。BPDU报文结构STP通过BPDU(BridgeProtocolDataUnit)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(目前我们的交换机做不到）。SwitchCSwitchBBPDU报文结构DMALLCHeaderSMAL/TPayload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LLCHeader:固定的链路头Payload:BPDU数据值域占用字节协议ID2协议版本BPDU类型标志位根桥ID根路径开销指定桥ID指定端口IDMessageAge11184822MaxAgeHelloTimeForwardDelay222如何确定根桥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。如何计算STPPathCost链路速率推荐值推荐取值范围值域=110kb/s1Mb/s10Mb/s100Mb/s1Gb/s10Gb/s100Gb/s1Tb/s10Tb/s200,000,00020,000,0002,000,000200,00020,0002,00020020220,000,000－200,000,0002,000,000－200,000,000200,000－20,000,00020,000－2,000,0002,000－200,000200－20,00020－20002－2001－201－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,0001－200,000,000网络拓扑稳定为首要目标，鉴于聚合口的带宽可能会经常变动，不推荐太细的计算我们现在的做法是1G以上10G以下都计算为200010G以上100G以下都计算为200哪边更优？如何决定BPDU配置消息的优劣比较RID(RootBridgeID)，确定网络同步。RID相同，比较PathCost（到根桥距离），越小越优。RID/PathCost相同，比较指定桥的BID(DesignatedBridgeID)，越小越优。RID/PathCost/DBID相同，比较指定端口的ID(DesignatedPortID)，越小越优。BPDUBPDU确定网桥端口角色BPDU报文中总是携带网桥到根桥的最优值。通过BPDU配置消息来决定端口的角色：根端口：网桥各个端口中到根桥最近的端口。指定端口：网桥的端口发送的BPDU配置消息较接收的BPDU配置消息更优，则端口为指定端口。非指定端口：网桥的端口发送的BPDU配置消息较接收的BPDU配置消息更差，则端口为非指定端口。确定网桥端口角色A0000.0000.0001B0000.0000.0002C0000.0000.0003E0000.0000.0005D0000.0000.00041221123345211234Rootcost10cost10cost10cost10cost10cost10cost10cost10RPRPRPRPDPDPDPAPDPAPDPBPDPDPAPDP拓扑改变消息中标志位的使用DMALLCHeaderSMAL/TPayload值域占用字节协议ID2协议版本BPDU类型标志位根桥ID根路径开销指定桥ID指定端口IDMessageAge11184822MaxAgeHelloTimeForwardDelay22201234567TopologyChangeTopologyChangeAcknowledgmentFLAG标志位中1至6位保留。拓扑改变消息的传播ROOT拓扑改变通知消息拓扑改变应答消息拓扑改变消息132545661.拓扑改变的触发条件有两个：a)当Forwarding端口转变为其他状态时；b)某端口变为Forwarding状态，且交换机具备DP（交换机为非独立交换机）。2.检测到拓扑变化的交换机以HelloTime为周期持续在根端口上向外发送TCN报文，到接收到TCA为止。2.收到TCN后，RootBridge发送的BPDU报文中的TC位将被置位，维持时间为ForwardDelay+MaxAge。STP端口状态端口能力不收发任何报文DisabledBlockingListeningLearning端口状态Forwarding不接收或转发数据,接收但不发送BPDU，不进行地址学习不接收或转发数据,接收并发送BPDU，不进行地址学习不接收或转发数据,接收并发送BPDU，开始地址学习接收并转发数据,接收并发送BPDU，进行地址学习STP端口状态迁移DisabledListeningBlockingForwardingLearning1）端口enabled2）端口disabled3）端口被选为根端口或指定端口4）端口被选为备用端口（阻塞）5）ForwardDelay延时（1）（2）（2）（2）（2）（1）（2）（4）（4）（5）（4）（5）（3）STP定时器STP定时器.HelloTimer:根桥生成BPDU配置消息的周期，缺省时间为2秒钟。ForwardDelay:配置消息传播到全网的最大时延。缺省为15秒钟。MessageAge:从根桥生成BPDU配置消息开始，到当前时间为止配置消息的存活时间。MaxMessageAge:BPDU配置消息存活的最大时间。STP的不足缺省情况下一个端口从Blocking状态过渡到Forwarding状态至少需要30秒钟（两倍的ForwordDelay）。对于一个拓扑不稳定网络，会导致网络的长时间中断。PowerUpBlockingListeningLearningForwardingDisabledForwardDelayTimerForwardDelayTimer课程内容第一章STP(802.1D)协议原理第二章RSTP(802.1W)协议原理第三章MSTP(802.1S)协议原理第四章STP的相关配置RSTP协议原理新的端口角色和状态新的BPDU报文结构RSTP的重大改进新的拓扑变化通告机制与802.1D的兼容RSTP的不足RSTP的端口状态RSTP的端口角色RootPort—根端口。DesignatedPort—指定端口。AlternatePort—可选端口。BackupPort—备份端口。SwitchSwitchRootSwitchDPDPDPRPRPAPBPRSTP的BPDU格式DMALLCHeaderSMAL/TPayload值域占用字节协议ID2协议版本BPDU类型标志位根桥ID根路径开销指定桥ID指定端口IDMessageAge11184822MaxAgeHelloTimeForwardDelay22201234567TopologyChangeTopologyChangeAckAgreementForwardingLearningProposal00Unknow01Alternate/Backup10DesignatedPort11RootPort协议版本由0x00变为0x02RSTP的重大改进一LANBTOROOTLANBLANALANAFF指定端口指定端口根端口阻塞端口FLANALANAFF指定端口指定端口根端口阻塞端口FTOROOT改进一：如果旧的根端口已经进入阻塞状态，而且新根端口连接的对端交换机的指定端口处于Forwarding状态，在新拓扑结构中的根端口可以立刻进入转发状态。网络边缘的端口，即直接与终端相连，而不是和其它网桥相连的端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。RSTP的重大改进二根端口边缘端口LANAForwardingTOROOT阻塞端口RSTP的重大改进三改进三：增加了网桥之间的协商机制—Proposal/Agreement。指定端口可以通过与相连的网桥进行一次握手，快速进入转发状态。其中Proposal报文为正常的BPDU报文，且ProposalBit位置位。Agreement报文为Proposal报文的拷贝，且以AgreementBit代替ProposalBit位置位。1.Proposal2.Sync(unchanged)2.Sync(Discarding)2.Sync(unchanged)3.AgreementP0RootSwitchP1P4P3P2P0:DesignatedPortP1:NewRootPortP2:AlternatedPortP3:DesignatedPortP4:EdgePort协商必须在点对点链路上进行。（全双工链路）.两种端口状态不受协商机制影响：可选端口（AlternatedPort).边缘端口（EdgePort).协商机制的要求LANA指定端口指定端口指定端口非点到点链路协商的扩散1.Proposal2.AgreementRSTP的改进效果第一种改进的效果：发现拓扑改变到恢复连通性的时间可达数毫秒，并且无需传递配置消息。第二种改进的效果：边缘端口的状态变化不影响网络连通性，也不会造成回路，所以进入转发状态无需延时。第三种改进的效果：网络连通性可以在交换两个配置消息的时间内恢复，即握手的延时；最坏的情况下，握手从网络的一边开始，扩散到网络的另一边缘的网桥，网络连通性才能恢复。比如当网络直径为7的时候，要经过6次握手。RSTP拓扑改变消息的传播TCNRootSwitchRootSwitchTC