浅析STP协议解读.ppt

浅析STP协议 刘文红 2006.08.24 内容提要 STP协议概论 STP起源--为什么要起草STP协议？ STP协议运行条件及基本概念 STP协议在交换机中的算法分析 STP协议实例分析与图解 协议发展史—从STP到MSTP MSTP协议分析及应用 为什么需要802.1d --STP生成树协议 矛盾产生：二层数据网存在自愈需求,而且这种需求很合理：即当某一条链路发生故障失效时，需要一条冗余的链路能够马上接管所有的工作。但冗余线路的存在会引入网络环路,而环路带来了广播风暴. 解决矛盾：为了保证链路冗余，并抑制“广播风暴”在二层数据网络中存在的弊端，IEEE制定了 802.1d 生成树协议STP--Spanning Tree Protocol。 STP协议基本思想 既保留冗余，备份；又剔除环路，抑制广播风暴---模拟构造自然界中生长的树。 目的--通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。 SPA: 用于构造这棵树的算法就叫做生成树算法SPA Spanning Tree Algorithm。 STP: 用这种算法构造网络树的协议也就被称为--生成树协议。 STP综述(一) STP能够提供路径冗余，又可使任意两个终端之间仅有一条有效通信路径。它的工作成果就是在二层网络中生成一棵树，以使网络中无环路，避免广播风暴。 STP协议 跨越了整个第二层网络 。 STP操作对于终端来说是透明的。 STP综述(二) SPA -- 网桥能够使用该算法创建无环路的网络逻辑拓朴结构，将两点之间存在的多条路经划分为“通信路径”和“备份链路”。 数据的转发在“通信路径”上进行，而“备份链路”只用于链路的侦听，一旦发现“通信路径”失效时，将自动地将通信切换到“备份链路”上。 如果系统任意端点检测到生成树中的网络一部分不可达，或者STP值变化了，生成树算法会重新计算生成树拓扑，并且通过启动备份路径来重新建立连接。 STP工作的前提条件 通信方式的定义：不同网桥或交换机之间保持STP协议的通信--网桥之间互发BPDU包来实现。BPDU包包含了STP算法所需的所有状态信息。 STP入口地址：00-80-C2-00-00-00,这是一个工作在 MAC层上的组播地址。 STP协议基本概念 生成树两种工作级别：桥级别 / 端口级别。 每个网桥或交换机必须具有桥ID以标识自己。由网桥的优先级及其MAC地址组成。 网桥的各个端口都有一个端口路径开销值，端口路径开销值与端口带宽相关联，端口带宽越高 ,其开销值越低，因此其值可以反映连接效率； STP协议基本概念（续） 桥一级上，生成树算法为每台交换机计算桥的桥ID（Bridge Identifier），然后设定根桥（Root Bridge）和指定桥（Designated Bridges）； 端口一级上，生成树算法设定根端口（Root Port）和指定端口（Designated Ports）； 基本概念：BPDU / 桥ID / 根桥 /根端口 /指定桥 / 指定端口 / 根路径开销 STP协议基本概念－BPDU BPDU (bridge protocol data unit):桥接协议数据单元，STP协议利用它传递网络配置一信息和网络拓扑改变信息。 STP协议基本概念－BPDU STP协议基本概念－桥ID 桥ID（Bridge Identifier）:桥优先级+桥MAC地址。 桥的优先级（Bridge Priority）是可以手工设定的参数（0-65535），但必须被4096整除，默认值是32768。交换机的桥ID数越低，则交换机的优先级越高，这样可以增加其成为根桥的可能性。 zte(cfg)#set stp instance 0 bridgeprio ? 0-61440 bridge_priority(must be divided exactly by 4096) STP协议基本概念－根桥 根桥（Root Bridge）及其根桥的选举： 基本原则：桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥。 方法：互相组播BPDU包； 实现过程：在拓扑开始时，各网桥都以默认值启动，并互发BPDU包，网桥收到BPDU包后，将自身的桥ID与包中的桥ID相比较，如果包中的桥ID更小，则转发该包，否则丢弃，并将自身生成的带有自身桥ID的BPDU包在网络中组播。 STP协议基本概念－根端口 根端口的位置：根端口位于每个非根桥。每个非根桥必须找到自己的根端口。 每个非根桥将各自选择一条“最粗壮” 的树枝作为到根桥的路径， 相应端口的角色就成为根端口，该端口到根桥的路径开销值最低。 端口开销：根端口的选择跟端口的根路径开销相关，端口的根路径开销跟端口