网络互联技术任务驱动式教程PPT课件(共39单元)21-解决交换环路问题——STP(生成树协议)

网络互联技术网络互联技术2020年9月项目项目6 提升项目可靠性提升项目可靠性任务1：解决交换环路问题STP（生成树协议）网络互联技术任务驱动式教程目录目录任任务目目标引入引入分析分析STP的决策的决策过程程课堂堂练习小小贴士士网络互联技术任务驱动式教程任务目标任务目标通过配置生成树协议解决交换机环路问题，并控制数据流的走向通过配置生成树协议解决交换机环路问题，并控制数据流的走向。网络互联技术任务驱动式教程一一.引入引入 为了避免交换环路产生的严重后果，为了避免交换环路产生的严重后果，IEEE 802.1D文档中定义文档中定义了生成树技术（了生成树技术（Spanning Tree Protocol，STP）。其通过在）。其通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文：网桥协议数据单元交换机之间传递一种特殊的协议报文：网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU），来确定网络的拓扑），来确定网络的拓扑结构，按照一定的算法规则，阻塞环路上的某个端口，消除网结构，按照一定的算法规则，阻塞环路上的某个端口，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。问题是：问题是：一个环路上有很多交换机接口，一个环路上有很多交换机接口，STP是通过什么机制决定阻塞某个端口呢是通过什么机制决定阻塞某个端口呢？网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程1、选举根桥（Root Bridge根交换机）每个交换机都有唯一的桥ID(Bridge ID，BID)，BID值最小的交换机被选举为根桥。桥ID由桥优先级（Priority）和MAC地址两个参数组成：BID(8字节)=桥优先级(2字节)+桥MAC(6字节)。桥优先级默认为32768+VLAN ID。比如VLAN 1的ID为1，则其生成树的桥ID默认就是32768+1=32769。查看交换机的桥ID网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程1、选举根桥（Root Bridge根交换机）Switch0和MS0设备信息首先比较桥ID，Switch0和MS0都是“32769”，无法区分大小；再比较MAC地址，MS0的MAC地址（0002.16D8.86C2）比Switch0的MAC地址（00E0.F7C7.D3C4）小，则MS0在根桥的选举过程中获胜，成为根交换机。网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程1、选举根桥（Root Bridge根交换机）查看STP的根桥ID网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程2、选举根端口（Root Port）根端口选举的第一个规则：非根桥会以自己为源，计算通过不同端口出发到达根桥的不同开销（Cost），总“路径开销”最小的端口选举获胜，成为该交换机的根端口。链路速度与路径成本Switch0 的 2 个端口到根桥的总开销网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程2、选举根端口（Root Port）根端口选举的第二个规则：如果非根桥所有端口到达根桥的总链路开销一样，则 比较这些端口收到的对端交换机的桥 ID，收到对端交换机的桥 ID 小的端口选举获胜，成为交换机的根端口。对于本任务而言，Switch0 的 Fa0/22 和 Fa0/24 端口收到的桥 ID 都是 32769：0002.16D8.86C2，因为这两个端口连接的是同一台设备。利用第二个规则依然无法选举出根 端口。网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程2、选举根端口（Root Port）根端口选举的第三个规则：如果非根桥所有端口收到的桥 ID 都是一样的，则比较 各自接收到的对端设备发来的端口 ID（Port ID），小的获胜。Switch0交换机的端口ID信息MS0交换机的端口ID信息网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程2、选举根端口（Root Port）根端口选举的第三个规则：如果非根桥所有端口收到的桥 ID 都是一样的，则比较 各自接收到的对端设备发来的端口 ID（Port ID），小的获胜。交换环路上各端口的 PID 信息Switch0各端口状态网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程3、确定指定端口STP中的指定端口是专门指定的，判断依据如下：根桥的所有端口都是指定端口；根端口对端交换机的端口必须为指定端口；通过其交换机的根端口到达根桥开销最小的端口为指定端口。如果开销一样，则桥ID小的获胜，成为指定端口。网络互联技术任务驱动式教程二二.分析分析STP的决策过程的决策过程4、确定非指定端口选出根端口和指定端口后，剩下的端口就是非指定端口，进入阻塞（Blocking）状态，不转发用户数据帧。被阻塞的端口只是处于备份的状态，当需要时，会被启用。STP的计算是周期性的。当网络拓扑出现变化时，会根据最新的拓扑和设备ID信息计算出新的状态，确保网络处于可用状态，提升了网络的可靠性。网络互联技术任务驱动式教程三三.课堂练习课堂练习图中，所有交换机的参数都保持默认值。请问：（1）哪台设备是根桥？为什么？（2）哪个端口是根端口？为什么？（3）哪个端口被阻塞？为什么？（4）如果可以干预STP的选举？需要调整哪些参数？如何调整？网络互联技术任务驱动式教程四四.小贴士小贴士在网络规划中，通常在网络规划中，通常设计多条路径到达目的地设计多条路径到达目的地，避免单条链路避免单条链路故障故障导致网络中断。导致网络中断。STP协议通过协议通过生成树算法可避免网络环路的出现生成树算法可避免网络环路的出现，并在主链路，并在主链路出现故障时能自动切换，保证网络可靠性。出现故障时能自动切换，保证网络可靠性。新时代为大学生成长成才提供了良好的机遇和社会环境，引领新时代为大学生成长成才提供了良好的机遇和社会环境，引领大学生成长成才过程中大学生成长成才过程中，明确大学生乐于学、立于德、重在行明确大学生乐于学、立于德、重在行，借借助多种方式和途径，勇担历史使命，成长成才助多种方式和途径，勇担历史使命，成长成才。生产力生产力=人人网络网络n n网络互联技术任务驱动式教程