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第二章生成树协议RCCP_T002教学目标通过本章学习使学员能够:1、STP基本知识2、熟悉RSTP端口状态与角色3、熟悉RSTP快速过渡机制4、熟悉RSTP拓扑变更机制5、熟悉RSTP兼容性6、掌握RSTP配置7、了解传统生成树协议的问题8、熟悉MSTP基本概念9、掌握MSTP配置本章内容STP回顾RSTP端口状态与角色RSTP快速过渡机制RSTP拓扑变更机制RSTP兼容性配置RSTP传统生成树技术的问题MSTP基本概念配置MSTP课程议题STP回顾STP概念STPIEEE802.1d二层网络中环路冗余链路提高网络的稳定性STA生成树算法BPDU报文STP交换机利用BPDU报文来交换信息BPDU报文有两种类型配置BPDU:由根交换机周期性的发出,包括根网桥ID、发送网桥ID、链路开销、时间间隔等参数,非根网桥收到后修改参数进行转发。TCN(opologyChangeNotigication,拓扑变更通知):交换机检测到拓扑变更后,向根交换机的方向发送TCN报文,通知拓扑变更。BPDU(网桥协议数据单元)ForwardDelayHelloTimeMaximumTimeMessageAgePortIDBridgeIDCostofPathRootIDFlagsMessageTypeVersionProtocolIDProtocolID:协议号,目前都是0Version:版本号,802.1D的版本号是0Flags:表明此报文是TC报文还是TCA报文RootID:根交换机IDMessageType:消息类型,指名为配置BPDU还是TCNBPDUBridgeID:发送交换机的IDCostofPath:到根交换机的路径开销BPDU(网桥协议数据单元)ForwardDelayHelloTimeMaximumTimeMessageAgePortIDBridgeIDCostofPathRootIDFlagsMessageTypeVersionProtocolIDPortID:发送BPDU端口的IDMessageAge:消息寿命,每经过一个交换机递增1,为各网桥到达根交换机的跳数MaximumTime:当一段时间未收到任何BPDU,生存期达到MaxAge时,网桥则认为该端口连接的链路发生故障。默认20秒HelloTime:发送BPDU的周期,默认2秒ForwardDelay:BPDU全网传输延迟,默认15秒BPDU报文端口状态生成树端口的四种状态Blocking接收BPDU,不学习MAC地址,不转发数据帧Listening接收BPDU,不学习MAC地址,不转发数据帧,但交换机向其他交换机通告该端口,参与选举根端口或指定端口Learning接收和发送BPDU,学习MAC地址,不转发数据帧Forwarding正常转发数据帧生成树协议端口的状态BlockListeninglearningForwarding20秒最大生存时间15秒转发延时15秒转发延时生成树经过一段时间(默认值是50秒左右)稳定之后,所有端口要么进入转发状态,要么进入阻塞状态。STP定时器Hellotime:根交换机发送BPDU报文的时间间隔就是Hellotime,默认为2s。这个时间也可以通过配置修改,但是通常不建议修改。Max-age:如果交换机发现某个根端口一段时间都没有收到BPDU报文则认为网络中拓扑发生变化,则向根交换机发送TCN(拓扑变更通知)BPDU报文,这段时间就是最大生存时间,默认为20s。Forwarddelaytime:转发延迟时间。这个时间是端口停留在监听状态和学习状态的时间。默认情况下,延迟时间为15s,该定时器也可以通过配置修改。TCNBPDU当有以下几种情况出现时交换机发送TCNBPDU报文处于转发状态或监听状态的端口,状态变为阻塞处于未启用状态的端口进入转发状态,并且交换机上有其他的转发端口交换机从指定端口收到TCNBPDU报文TCAbit76543210TCbitTCNBPDU当网络拓扑发生变化时,交换机会从自己的指定端口向外发送TCNBPDU报文接收到TCNBPDU报文的交换机向发送者发送TCA报文根交换机接收到TCNBPDU报文向网络中发送TCBPDU收到TCBPDU的交换机将MAC地址表老化时间设为15s(正常是300秒)TCNBPDUABC根交换机FED415TCNTCATC23665课程议题RSTP端口状态与角色STP存在的问题STP收敛速度过慢通常运行STP的网络的收敛速度达到30-50s一些动态路由协议如OSPF可提供1s以内的收敛时间STP不具有竞争性STP:收敛时间50sOSPF:收敛时间1sRSTP概念IEEE802.1wRSTP(RapidSpanningTreeProtocol,快速生成树协议)对于STP技术的改进主要在于缩短网络的收敛时间。RSTP的收敛时间最快可以达到1s以内。RSTP具有向下兼容的特性,如果网络中部分交换机运行STP,那么运行RSTP的交换机会自动以STP方式运行。RSTP端口状态相对与STP,由于RSTP省去了很多中间状态,使得端口状态更简单。STP端口RSTP端口是否转发数据是否学习MAC地址禁用丢弃否否阻塞丢弃否否监听丢弃否否学习学习否是转发转发是是RSTP端口角色根端口(RootPort):根端口处于非根交换机上,根端口是本地交换机距离根交换机最近地端口。非根交换机通过根端口接收BPDU。指定端口(DesignatedPort):RSTP的指定端口也和STP中的一样,指定端口是以太网段用于转发数据的端口。替代端口(AlternatePort):替代端口是RSTP中新引入的端口角色,作为根端口的备份端口。替代端口可以接收BPDU报文但是不转发数据。备份端口(BackupPort):RSTP中的备份端口作为指定端口的备份端口,可以接收BPDU报文但是不转发数据。RSTP端口角色在上图所示拓扑中,各端口角色如图中标注课程议题RSTP快速过渡机制RSTPBPDU格式在RSTP中,对BPDU报文中的flag字段做了大量的调整,将STP中未使用的位都使用起来。RSTP中,根交换机与非根交换机都会发送BPDU报文。RSTP快速过渡机制边缘端口:当链路发生转变时,边缘端口不会产生拓扑变更通知。如果边缘端口接收到BPDU报文,那么它会立即从边缘端口的状态进入到正常生成树端口。链路类型:在RSTP中,将链路分为两种类型,点到点链路类型和共享式链路类型。默认情况下,如果端口工作在全双工模式下,那么认为它是点到点的链路类型,如果端口工作在半双工的工作模式,那么认为它是共享式的链路类型。RSTP快速过渡机制连接主机的端口通常配置为边缘端口RSTP快速过渡机制在初始状态,交换机端口处于学习状态,互相发送提议BPDURSTP快速过渡机制交换机B收到A发送的提议BPDU,发现此BPDU报文为上级BPDU,那么会认为自己的接收端口是根端口。交换机B向交换机A发送协定BPDU报文,当A收到协定报文后,端口立即进入转发状态。此时交换机B的根端口也进入转发状态。RSTP快速过渡机制交换机B从学习状态的指定端口发送提议BPDU报文。交换机C回复协定BPDU,那么交换机B的指定端口进入转发状态,C交换机上根端口进入转发状态。RSTP拓扑变更机制拓扑发生时,交换机向网络中扩散TCBPDU报文收到TCBPDU报文的交换机将自己的MAC地址表生存时间设短RSTP兼容性RSTP协议会根据收到的BPDU版本号来自动判断与之相连的网桥是支持STP协议还是支持RSTP协议。如果收到STPBPDU就按照STP的操作方式运行。存在的问题:如果网络中有一台运行STP的交换机,会导致所有的交换机都以STP方式运行。RSTP兼容性RSTP协议提供了protocol-migration功能来强制发送RSTPBPDU交换机A强制发送RSTPBPDU,交换机C发现与之互连的网桥是支持RSTP的,这时两台交换机就都以RSTP协议运行了课程议题配置RSTP配置RSTP——基本配置步骤1:进入全局模式Switch#configureterminal步骤2:开启生成树协议Switch(config)#spanning-tree锐捷交换机上,默认状态下STP协议是关闭的,需要用命令打开步骤3:配置生成树模式Switch(config)#spanning-treemode{mstp|rstp|stp}配置RSTP——配置链路类型步骤1:进入需要配置的端口Switch(config)#interfaceinterface步骤2:配置端口链路类型Switch(config-if)#spanning-treelink-type{point-to-point|shared}可以根据需要将端口配置为点对点模式或共享模式,point-to-point为点对点模式,shared为共享模式。配置RSTP——配置RSTP版本检查对所有端口进行强制版本检查:Switch#clearspanning-treedetected-protocols对特定端口进行强制版本检查Switch#clearspanning-treedetected-protocolsinterfaceinterface配置RSTP——配置PortFast端口启用接口的PortFast特性:Switch(config-if)#spanning-treeportfast禁用接口的PortFast特性:Switch(config-if)#spanning-treeportfastdisable使所有接口启用PortFast特性:Switch(config)#spanning-treeportfastdefault查看接口PortFast特性的状态Switch#showspanning-treeinterfaceinterface课程议题传统生成树的问题传统生成树的问题STP和RSTP,在网络中进行生成树计算的时候都没有考虑到VLAN的情况传统生成树的计算结果可能会导致VLAN之间通信的链路被阻断例如上图中的switchA和switchC之间的链路被阻断课程议题MSTP区域与实例多生成树协议(MSTP)多生成树协议MSTPVLAN101-200VLAN1-100VLAN1-100VLAN101-200多生成树实例Instance:一台交换机的一个或多个Vlan的集合因为很多Vlan采用一个Vlan实例,可实现预期的负载均衡交换机只运行二个实例,减少交换机系统的资源实例1实例2Instance2Instance1多生成树协议的区域MSTregion:有着相同instance配置的交换机组成的域,运行独立的生成树(IST,internalspanning-tree)多生成树协议的区域MSTregion的划分MST配置名称(name):最长可用32个字节长的字符串来标识MSTPregion。MSTrevisionnumber:用一个16bit长的修正值来标识MSTPregion。MSTinstance—vlan的对应表:每台交换机都最多可以新增64个instance,instance0是强制存在的,用户还可以按需要分配1-4094个vlan属于不同的instance(0-64),未分配的vlan缺省就属于instance0Instance0所对应的生成树称之为CIST(CommonInstanceSpanningTree)同一个MST区域的交换机的以上配置属性必须相同MSTP术语在MSTP网络中,会形成很多的生成树,包括MSTI生成树、IST、CIST、CST。MSTI生成树:每个Instance中的生成树叫做MSTI(MultipleSpanning-TreeInstance)生成树。IST:IST(Intern
本文标题:RCCP-T002-V2.6
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