第1頁,生成樹協議原理,第2頁,前言,本PPT主要介紹了生成樹協議的技術細節，以及在網絡工程中如何來使用生成樹協議,適用于對生成樹協議有一定了解的工程師和網絡維護人員。,第3頁,課程目標,通過本課程的學習，您可以掌握如下知識點：生成樹協議的工作原理三種生成樹(STP、RSTP、MSTP)協議的特性,第4頁,提綱,生成樹協議綜述STP協議概述RSTP協議概述MSTP協議概述,第5頁,生成樹綜述,生成樹協議的產生背景,LAN1,LAN2,存在單點故障,冗余的設計又會帶來環路,導致廣播風暴,第6頁,生成樹綜述,生成樹協議的分類生成樹協議的分類，按照產生的時間先后順序為STP、RSTP、MSTP生成樹協議所遵循的IEEE標準三種生成樹所遵循的IEEE標準分別為STP-IEEE802.3d，RSTP-IEEE802.3W，MSTP-IEEE802.3S,第7頁,STP概述,STP是怎樣的一個協議呢?通過阻斷冗余鏈路將一個有環路的橋接網絡修剪成一個無環路的樹型拓撲結構,這樣既解決了環路問題，又能在某條活動(active)的鏈路斷開時,通過激活被阻斷的冗余鏈路重新修剪拓撲結構以恢復網絡的連通.,LAN1,LAN2,該鏈路處于阻塞狀態,該鏈路重新被激活,第8頁,提綱,生成樹協議綜述STP協議概述RSTP協議概述MSTP協議概述,第9頁,STP工作原理,SW1,SW2,SW3,第10頁,STP工作原理,基本思想:在網橋之間傳遞配置消息(BPDU),網橋利用收到的配置消息做以下工作:從網絡中的所有網橋中,選出一個作為根網橋(root)計算本網橋到根網橋的最短路徑網橋選擇一個根端口,該端口給出的路徑是此網橋到根橋的最短路徑選擇除根端口之外的轉發端口（指定端口）,第11頁,配置消息介紹,配置消息也被稱做橋協議數據單元(BPDU)主要內容包括:根網橋的Identifier(RootID)從本網橋到根網橋的最小路徑開銷(RootPathCost)發送該配置消息的網橋的Identifier發送該配置消息的網橋的指定端口的Identifier即(RootID,RootPathCost,BridgeID,PortID),第12頁,STP工作原理,SW1,SW2,SW3,Root,第13頁,端口狀態,第14頁,拓撲改變消息的傳播,1,2,3,4,4,5,5,拓撲改變通知消息,拓撲改變應答消息,拓撲改變消息,SW1,SW2,SW3,Root,第15頁,STP回顧,STP工作原理各種端口狀態之間的轉換,第16頁,提綱,生成樹協議綜述STP協議概述RSTP協議概述MSTP協議概述生成樹在實際工程中的應用,第17頁,STP的不足,當狀態發送變化時，網絡收斂時間大約需要50S如果網絡中的拓撲結構變化頻繁，網絡會頻繁的失去連通性，這樣用戶將無法忍受。,第18頁,RSTP協議概述,RSTP（快速生成樹協議）是從STP發展而來，實現的基本思想一致；RSTP具備STP的所有功能；RSTP改進的目的就是當網絡拓撲結構發生變化時，盡可能快的恢復網絡的連通性。,第19頁,RSTP改進一,當拓撲發生改變時，在新拓撲中的根端口可以立刻進入轉發狀態,根端口,指定端口,阻塞端口,RootBridge,第20頁,RSTP改進一,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，該口就立刻變為根端口。,RootBridge,根端口,指定端口,替換端口,第21頁,RSTP改進一,新的端口角色的引入備份端口(BackupPort)：DesignatePort的備份口，當一個網橋有兩個端口都連在一個LAN上，那么高優先級的端口為DesignatedPort，低優先級的端口為BackupPort。,RootBridge,根端口,指定端口,替換端口,備份端口,第22頁,RSTP改進二,指定端口可以通過與相連的網橋進行一次握手，快速進入轉發狀態。,SW1,SW2,proposal,agree,根端口,指定端口,第23頁,RSTP改進三,網絡邊緣的端口，即直接與終端相連，而不是和其他網橋相連的端口可以直接進入轉發狀態，不需要任何等待時延。,邊緣端口，不可能產生環路,第24頁,RSTP的性能,第一種改進的效果：發現拓撲改變到恢復連通性的時間可達數豪秒，并且無需傳遞配置消息。第二種改進的效果：網絡連通性可以在交換兩個配置消息的時間內恢復，即握手的延時。第三種改進的效果：邊緣端口的狀態變化不會影響網絡連通性，也不會造成環路，因此進入轉發狀態無延時。,第25頁,提綱,生成樹協議綜述STP協議概述RSTP協議概述MSTP協議概述,第26頁,RSTP的不足,RSTP（包括STP）在計算拓撲時，是以交換機為基本單位，與VLAN毫無任何關系，那么在特定的拓撲結構下，就會出現如下問題：,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3、4不包含vlan10，無法轉發vlan10的數據包，這樣SW1的vlan10就無法與SW2的vlan10進行通訊。,SW1,SW2,SW3,SW4,SW1,SW3,SW2,SW4,第27頁,RSTP的不足,在實際工程中,如果使用RSTP只能做到冗余備份,無法做到按照VLAN流量來進行負載均衡.,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,Vlan10Vlan20,第28頁,MSTP簡介,MSTP是在傳統的STP、RSTP的基礎上發展而來的新的生成樹協議，本身就包含了RSTP的快速Forwarding機制。MSTP是基于實例來進行無環拓撲計算，既避免了環路的產生，也能讓相同vlan間的通訊不受影響。,第29頁,生成樹配置,A,B,C,環路！,環路！,Switch(config)#spanning-tree/開啟生成樹協議