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华为与CISCO交换机二层生成树协议互通分析文档密级：内部公开
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华为与CISCO交换机二层生成树协议互通分析文档密级：内部公开
目录
第1章前言 (1)
第2章生成树原理分析 (2)
2.1 STP原理 (2)
2.1.1 STP基本概念 (2)
2.1.2 STP技术细节 (5)
2.2 RSTP原理 (6)
2.2.1 RSTP基本概念 (6)
2.2.2 RSTP技术细节 (10)
2.3 MSTP原理 (11)
2.3.1 MSTP基本概念 (11)
2.3.2 MSTP技术细节 (13)
2.4 Cisco厂家支持情况 (14)
2.4.1 PVST (14)
2.4.2 PVST+ (14)
2.4.3 Rapid-PVST+ (15)
2.4.4 MST (16)
第3章华为与PVST+/RPVST+的互通性分析 (17)
3.1 综述 (17)
3.2 CISCO报文类型分析 (18)
3.3 链路开销算法 (19)
3.4 MSTP与CISCO交换机互通的几个特殊命令详解 (19)
3.4.1 stp no-agreement-check (19)
3.4.2 stp compliance { auto | dot1s | legacy }（可选） (21)
3.4.3 stp config-digest-snoop（可选） (21)
3.5 测试结果 (22)
第4章混合组网案例介绍 (24)
4.1 案例一 MSTP互通（推荐） (24)
4.1.1 网络拓扑 (24)
4.1.2 网络配置 (24)
4.1.3 注意要点 (27)
4.2 案例二 STP与PVST+互通（透传方案） (28)
4.2.1 网络拓扑 (28)
4.2.2 网络配置 (28)
4.2.3 注意要点 (31)
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4.3 案例三 STP与PVST+互通（阻塞口在华为） (32)
4.3.1 网络拓扑 (32)
4.3.2 网络配置 (32)
4.3.3 注意要点 (34)
4.4 案例四 STP与PVST+互通（阻塞口在CISCO） (36)
4.4.1 网络拓扑 (36)
4.4.2 网络配置 (36)
4.4.3 注意要点 (38)
第5章 MSTP与思科生成树协议优劣对比 (40)
5.1 优劣对比（待补充） (40)
5.1.1 （待补充） (40)
5.2 可替代性分析（待补充） (40)
5.2.1 （待补充） (40)
第6章 PVST/PVST+/RPVST+向MSTP迁移指导 (41)
6.1 （待补充） (41)
6.1.1 （待补充） (41)
6.2 (41)
第7章附录 (42)
关键词：生成树
摘要：企业网环境常见的几种交换机二层生成树协议互通方案进行技术和案例分析，希望能够为客户和一线员工提供一种互通解决方法及思路
缩略语清单：STP, RSTP, MSTP, PVST+, Rapid-PVST+
参考资料清单：
第1章前言
生成树协议是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。由于局域网规模的不断增长，生成树已经成为了当前最重要的局域网协议之一。
在交换机二层网络环境里，经常会遇到与CISCO厂家设备对接的情形，由于CISCO厂家的交换机设备默认使用的是私有的生成树协议，一线服务员工在交付或规划设计项目时遇到与CISCO设备进行对接的场景，通常会显得无从下手，此文档就二层网络的典型组网交换机互通方案进行讲解，希望能够为客户和一线员工提供一种解决方法及思路。
第2章生成树原理分析
2.1 STP原理
2.1.1 STP基本概念
STP协议通过在交换机之间传递特殊的消息BPDU报文并进行分布式的计算，来决定一个有环路的网络中，哪台交换机的哪个端口应该被阻塞（Blocking），用这种方法来剪切掉环路。IEEE std 802.1D协议文档的第8章描述了STP。
交换机的STP操作可以分为如下3个主要步骤：
●选举根桥
●选举根端口
●选举网段的指定端口
每一阶段都遵循以下规则：
●最小的根交换机ID
●到根交换机最小的PATH COST
●最小的发送BPDU的交换机ID
●最小的发送BPDU的端口ID
●最小的接收BPDU的端口ID
交换机之间定期发送BPDU包(根交换机产生BPDU，其他非根交换机转发），交换生成树配置信息，以便能够对网络的拓扑、花费或优先级的变化做出及时的响应。BPDU分为两种类型，包含配置信息的BPDU包称为配置BPDU（Configuration BPDU），当检测到网络拓扑结构变化时则要发送拓扑变化通知BPDU（Topology CHANGE NOTIFICATION BPDU）。
图2-1配置bpdu报文的包结构
如图2-1所示首先是以太网帧头，包括dlc头部、llc头部，接下来是bpdu字段，最后是为了补齐60字节边界用的dlc填充（padding）8字节。
图2-2配置bpdu报文的报文格式拓扑变化通知BPDU报文格式
图2-3拓扑变化bpdu报文的报文格式抓包分析报文及字段解析
图2-4配置bpdu报文抓包分析
?bpdu采用的是多播目标mac地址：01-80-c2-00-00-00（bridge_group_addr：网桥组多
播地址）
?dlc后面所跟的802.3帧的总长度为38字节，是指除了dlc头、尾之外的所有内容的长度?协议标识符和协议版本都是固定的0。
?bpdu类型表明是一个配置bpdu
?bpdu标志字段表明这既不是一个拓扑变更帧也不是一个拓扑变更确认帧
?随后是根网桥标识，其中：
表2-1拓扑变化bpdu报文的报文格式
2.1.2 STP技术细节
初始生成树的过程：
网络初始化的时候，所有网络中的STP交换机都认为自己是“根桥”。在每个端口所发出的BPDU中，根桥字段都是用各自的BID，Root Path Cost字段是累计的到根桥的开销，发送者BID是自己的BID，端口PID是发送该BPDU端口的端口ID。BPDU会按照Hello Time指定的时间间隔来发送，默认的时间为2秒。
一旦在某端口上收听到比自己发的还要“好”的BPDU，那么这个端口就提取该BPDU中的某些信息，更新自己的信息。比较BPDU的“好坏”的方式（自己的或其他交换机的），都是根据四元组来完成的，即最低桥ID、最低到累计根路径开销，最低发送者BID（有时还需要最低端口PID）。该端口会缓存最好的BPDU。当发送BPDU的时候，交换机填充Sender BID字段的总是自己的BID，而填充Root BID字段的是“当前我所认为是根桥的”BID。
根端口的选择：
每个非根桥STP交换机都要选择一个根端口，根端口对于一个交换机来说有且只有一个。其本质是“距离根桥最近的端口”，这个最近的衡量是靠累计根路径开销来判定的，即累计根路径开销最小的端口就应该是根端口。累计根路径开销的计算方法如下：端口收到一个BPDU（从根桥发送出来的BPDU，Root Path Cost字段的值总是0）后，抽取该BPDU中累计根路径开销字段的值，加上该端口本身的路径开销。所谓该端口本身的路径开销只体现直连链路的开销，这个值是端口量，可以人为配置的。如果有两个以上的端口计算得到的累计根路径开销相同，那么选择收到发送者BID最小的那个端口作为根端口。
指定端口的选择：
这是生成树协议发现环路的重要的一步，每台交换机都各自存储着一套信息，包括当前的根桥ID、Root Path Cost和自己的桥ID,此外每个端口还存储了自己的端口ID。当几个端口被一个网段连接到一起以后，他们都有机会根据所属网桥的情况发送BPDU，当这些连接到同一个网段中的网桥都接收到这些BPDU后，它会用这个BPDU中的信息和自己所属网桥所存储的信息进行对比，根据选举的规则可以得到两种结果：
●收到的BPDU信息不如设备和端口上存储的信息，说明发送BPDU的端口优先级比端口自
己的优先级低，端口在这轮比较中胜出，不做任何变化。
●收到的BPDU信息高于设备和端口上存储的信息，说明发送BPDU的端口优先级比端口自
己的优先级高，则端口在这轮比较中失败，停止向该网段中转发BPDU。
这样的结果是到了最后，这几个连接到同一个网段中的端口，只有一个会获得最终的胜出，其他的端口都失败了，他们会停止向该网段中转发BPDU。这个时候，这个获得最终胜利的端口就成为了这个网段的指定端口。其他端口成为Alternate端口进入Blocking状态，既不接受或转发数据报文，也不转发BPDU。
STP中的拓扑变更：
当交换机发现拓扑变更的时候，就会产生TCN BPDU。通常情况下，拓扑变更的原因在于链路故障、交换机故障或端口转换到转发状态。TCN BPDU的类型字段的取值是0x80。TCN将被根端口转发给根交换机。上行交换机将以TCA(Topology Change Acknowledgment，拓扑变更确认)格式的BPDU进行确认。在标记（Flag）字段中，最低有效位代表TCN，最高有效位代表TCA。交换机向上行交换机发送该报文。需要记住的是，上行交换机是距离根最近的交换机的邻接交换机（如果直接连接，那么就是根）。上行交换机将拓扑变更得确认报文发送回发送端的邻接交换机，并且将报文发送给其上行交换机。这种过程将不断重复，直到根交换机接受到该报文为止。通过上述方式，根能够了解到网络拓扑变更。
默认情况下，交换机将MAC地址在MAC地址转发表中停留5分钟。当拓扑发生变更的时候，交换机将临时把该计时器的值降低，使其等于转发延迟计时器的数值（默认值是15秒）。这将使STP网络将拓扑变更做出反应，交换机将快速重新学习链路状态变更时的MAC地址变更。
2.2 RSTP原理
2.2.1 RSTP基本概念
继IEEE802.1D定义了STP标准后，IEEE又推出了802.1W这个草案作为802.1D的补充，并定义了RSTP标准。在新版本的802.1D(2004)中已经接纳了RSTP标准，取代了原来的STP。RSTP保留了STP的大部分算法和计时器，只在一些细节上做了改进。但这些改进相当关键，极大的提升了STP的性能，使其能满足如今低延时高可靠性的网络要求。后续诞生的MSTP，单个实例中的算法和RSTP几乎一摸一样。可以说从STP发展到RSTP的这套算法，是整个生成树协议的精髓。
BPDU报文的变化
图2-5RSTP BPDU报文抓包分析
RSTP的BPDU被称作RST BPDU,和STP Config BPDU的主要区别在协议版本号，BPDU类型和Flags字段。RSTP中没有了TCN和TCA报文，在拓扑结构变化时只发送TC报文。
图2-6STP的Flags字段
图2-8Alternate端口
图2-9Backup端口
RSTP的状态规范把原来的5种状态缩减为3种。根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址来划分。如果不转发用户流量也不学习MAC地址，那么就是Discarding状态；如果不转发用户流量但是学习MAC地址，那么就是Learning状态；如果既转发用户流量又学习地址，那么就是Forwarding状态。表2-4显示了新的状态与STP相应状态的比较。
表2-3RSTP/STP 端口状态表
2.2.2 RSTP技术细节
根端口的快速迁移
假如设备上的旧的根端口不再有可能重新转发数据，新的根端口可以立即迁移到Forwarding状态。Alternate端口的快速迁移就符合这个条件。
指定端口的快速迁移
1. 被配置为边缘端口的指定端口可以无条件的快速迁移到Forwarding状态。
2. 在点到点以太网链路上，指定端口可以和对端通过握手协议的方式进行快速迁移。双方设备必须满足如下状态机：
proposing. 当一个指定端口处于Discarding或Learning状态的时候，该变量置位。向下游交换机传递Proposal位被置位的RST BPDU。
proposed. 当端口收到对端的指定端口发来的携带Proposal的RST BPDU的时候，该变量置位。该变量指示本网段上的指定端口希望尽的进入Forwarding状态。
sync. 当Proposed被设置以后，收到proposal的根端口会依次为自己的其他端口置位sync变量。如果端口是非边缘的指定端口是则会进入Discarding状态。
synced. 当端口完成转到Discarding后, 会设置自己的synced变量。Alternate、Backup 和边缘端口会马上设置该变量。根端口监视其他端口的synced，当所有其他端口的synced全被设置，根端口会设置自己的synced，然后传回RST BPDU，其中Agreement位被置位。
agreed. 当指定端口接收到一个RST BPDU时，如果该BPDU中的Agreement位被置位且端口角色字段是“根端口”，该变量被设置。Agreed变量一旦被置位，指定端口马上转入Forwarding 状态。
拓扑结构变化
RSTP判断拓扑结构变化的标准是：非边缘端口进入Forwarding状态。一旦检测到拓扑发生变化，则采取如下措施：为本交换机的所有非边缘指定端口启动一个TC While Timer，该计时器值是Hello Time的两倍。如果是根端口上有状态变化，则根端口也要启动。在这个时间内，清空这些端口上学来的MAC地址；同时，由这些端口向外发送TC BPDU，其中的TC置位。根端口总是要发送这种TC BPDU。一旦TC While Timer超时，则停止发送TC BPDU。其他交换机接收到TC BPDU，作如下工作：清空所有端口学来的MAC地址，收到TC BPDU的端口除外。然后也为所有自己的非边缘指定端口和自己的根端口启动TC While Timer，重复上述的过程。如此，网络中就会产生TC BPDU的泛洪。
2.3 MSTP原理
2.3.1 MSTP基本概念
多生成树协议MSTP是IEEE 802.1S中定义的一种新型生成树协议。MSTP中引入了“实例”(instance)和“域”（region）的概念。所谓“实例”就是多个VLAN的一个集合，这种通过多个VLAN捆绑到一个实例中去的方法可以节省通信开销和资源占用率。MSTP各个实例拓扑的计算是独立的，在这些实例上就可以实现负载均衡。使用的时候，可以把多个相同拓扑结构的VLAN映射到某一个实例中，这些VLAN在端口上的转发状态取决于对应实例在MSTP里的转发状态。
所谓“域”，由域名(Configuration Name)、修订级别（Revision level）、格式选择器（Configuration identifier Format Selector）、VLAN与实例的映射关系（Mapping of VIDs to spanning trees），其中域名、格式选择器和修订级别在BPDU报文中都有相关字段，而VLAN与实例的映射关系在BPDU报文中表现摘要信息（Configuration Digest）,该摘要是根据映射关系计算得到的一个16字节签名，只有上述四者都一样且相互连接的交换机才认为在同一个域内，每个域内所有交换机都有相同的MST域配置。缺省时，域名就是交换机的桥MAC地址，修订级别等于0，格式选择器等于0，所有的VLAN都映射到实例0上。
MSTI：多生成树实例，是“MST域”内的概念，每个实例对应一个或一组VLAN,每个VLAN只能对应一个实例（映射），每个交换机可以运行那个多个实例，没有配置VLAN与实例的映射关系时，所有的VLAN都映射到实例0上。
CIST：公共与内部生成树，在整体上，CST和IST共同构成CIST。在一个MST域内部由IST 提供的连通性，IST可以看作CIST在MST域中的树状片断，是MST域中的实例0。而CST 是CIST的域间部分（把每个域抽象成一个节点）。
总根和域根：与STP和RSTP相比，MSTP中引入了总根和域根的概念，总根是一个全局概念，对于所有互连得运行STP/RSTP/MSTP的交换机只能有一个总根，也即是CIST的根；而域根是一个局部概念，是相对于某个域的某个实例而言的。在交换网中，总根只能有一个，而每个域所包含的域根数目与实例个数相关。
外部路径开销和内部路径开销：与STP和RSTP相比，MSTP中引入了外部路径外部路径开销和内部路径开销的概念。外部路径开销是相对于CIST而言的，同一个域内外部路径开销是相同的；内部路径开销是域内相对于某个实例而言的，同一端口对于不同实例对应不同的内部路径开销。
边缘端口、Master端口和Alternate端口：与STP和RSTP相比，MSTP中引入了域边缘端口和Master端口的概念。域边缘端口是连接不同MST域、MST域和运行STP的区域、MST域和运行RSTP的区域的端口，位于MST域的边缘；在某个不包含总根的域中，Master端口是所有边界端口中。到达总根具有最小开销的端口，也就是连接MST域到总根的端口，位于整个域
到总根的最短路径上；Alternate端口是Master端口的备份端口，如果Master端口被阻塞后，Alternate端口将成为新的Master端口。
BPDU报文格式变化
图2-10STP/RSTP/MSTP BPDU报文对比
图2-11MSTP BPDU报文字段
图2-12MSTP BPDU报文抓包分析
对于MSTP BPDU报文无论是域内的MST BPDU还是域间的。其前35个字节和RST BPDU 相同。从第36个字节开始是MSTP专有段。最后的MSTI配置信息字段由若干MSTI配置信息组连缀而成。802.1s与Legacy BPDU的格式是有区别的请注意。
2.3.2 MSTP技术细节
MSTP协议在计算生成树时使用的算法和原理与STP/RSTP大同小异，只是因为在MSTP中引入了域和内部路径开销等参数，故MSTP中的优先级向量是7维，而STP/RSTP是5维。STP/RSTP中的优先级向量是（根桥标示符，根路径开销，桥标示符，发送BPDU报文端口标示符，接收BPDU报文端口标示符）。MSTP中的优先级向量是（CIST根标识符，CIST 外部根路径开销，CIST指定桥标识符，CIST域根标识符，CIST内部根路径开销，CIST指定端口标识符，CIST接收端口标识符）。
拓扑收敛
在同一个MSTI上，拓扑的收敛是和RSTP基本类似的。在CST上，每个域参与整体的拓扑
收敛是以Master Bridge为代表，根据其ERPC来计算的。在域的内部上，ISTP（Internal Sub
Tree Protocol）算法（RSTP的改进）负责计算IST的拓扑。ISTP算法可以说是连接CST和MST的纽带。ISTP采用特殊的BPDU，由Master Bridge产生，携带CST信息并且封装了MSTP。快速收敛的机制略有差异：MSTP网桥上游发起协商机制proposal，下游回应agreement，然后上游还要再发个agreement，要三次握手。然后两个端口才能进入转发状态。
2.4 Cisco厂家支持情况
Cisco交换机所支持的生成树协议类型分别有：PVST（Per VLAN Spanning Tree）、PVST+（Per VLAN Spanning Tree Plus）、Rapid-PVST+（Rapid Per VLAN Spanning Tree Plus）、MISTP （Multi Instance Spanning Tree Protocol）和MST（Multiple Spanning Tree）。在使用IOS 12.2及之后版本的catalyst系列交换机中，支持PVST+、Rapid-PVST+和MST三种类型STP协议。这几种生成树协议的某些BPDU报文采用其私有的报文格式，与IEEE标准的BPDU报文格式不一样。当Cisco交换机运行PVST+或者Rapid-PVST+协议时，trunk端口在非VLAN 1中便发送私有的PVST BPDU报文，这类私有的BPDU报文的源MAC地址为端口的MAC地址，目的MAC地址为Cisco自己的保留地址01-00-0C-CC-CC-CD。
2.4.1 PVST
PVST协议可以简单地理解为在每一个VLAN上运行一个普通的STP协议，不同VLAN之间的STP状态和计算完全独立，虽然没有类似MSTP协议中的实例的概念，但也可以完成对不同VLAN的数据进行负载。PVST协议报文除了在数据帧内会带有VLAN信息以外，最主要的是PVST协议的BPDU报文目的MAC地址是01-00-0C-CC-CC-CD，因此该协议无法与采用IEEE 标准生成树协议STP的设备进行互通。
目前CISCO Catalyst系列接入交换机支持的PVST实例数普遍为128个，即，支持128个VLAN 的生成树计算。运行PVST的交换机每个周期需要发送和处理大量的（与网络中业务VLAN数目相等）PVST报文，CPU计算频繁，且网络上存在大量的PVST协议报文。
2.4.2 PVST+
为解决与IEEE标准STP协议的互通问题，CISCO在PVST协议的基础上衍生出了PVST+协议。PVST+协议相对于PVST协议最大的改进是：提供了与标准STP协议互通的能力。对于一个Access端口，PVST+协议将根据此端口所在VLAN的发送标准的STP格式的BPDU报文；对于一个Trunk端口，PVST+协议仅会在VLAN 1中，发送标准格式的BPDU报文（目的MAC 地址为01-80-C2-00-00-00），而在其他允许通过的VLAN中，仍然发送其私有格式的PVST BPDU报文（目的MAC地址为01-00-0C-CC-CC-CD）。
华为交换机支持IEEE标准STP协议，能与CISCO交换机发出的标准STP协议互通计算，同时，将Cisco发出的私有格式的BPDU报文当作普通的多播报文进行转发，而不会处理这些报文。
图2-13私有PVST+ BPDU报文抓包分析
2.4.3 Rapid-PVST+
在PVST+协议的基础上衍生出了Rapid-PVST+协议，Rapid-PVST+协议相对于PVST+协议，采用了RSTP的机制，支持快速迁移特性。
图2-14私有RPVST+ BPDU报文抓包分析
STP生成树协议原理及配置—从入门到精通 生成树协议（Spanning-Tree Protocol，以下简称STP）是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。由于局域网规模的不断增长，STP已经成为了当前最重要的局域网协议之一。 STP的算法 STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤： 选择根网桥（Root Bridge） 选择根端口（Root Ports） 选择指定端口（Designated Ports） 选择根网桥的依据 网桥ID（BID） 网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥 STP选择根网桥举例 根据网桥ID选择根网桥 选择根端口的依据 在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口 选择根端口的依据是： 根路径成本最低 直连（上游）的网桥ID最小 端口（上游）ID最小 根路径成本 根路径成本（开销）－是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，默认10M/100M自适应的路径开销为200000 STP选择根端口举例 在非根桥上，选择一个根端口（RP） 选择指定端口的依据 在每个网段上，选择1个指定端口 根桥上的端口全是指定端口 非根桥上的指定端口： 根路径成本最低
端口所在的网桥的ID值较小 端口ID值较小 STP选择指定端口举例 在每个网段选择1个指定端口（DP） STP计算结果 经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴 STP举例 经过STP计算后的逻辑拓朴 BPDU（桥协议数据单元） 交换机之间使用BPDU来交换STP信息 BPDU Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元 使用组播发送BPDU，组播地址为： 01-80-c2-00-00-00 BPDU分为2种类型： 配置BPDU －用于生成树计算 拓朴变更通告（TCN）BPDU －用于通告网络拓朴的变化 BPDU包含的关键字段 STP使用BPDU选择根网桥2-1 交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥ID 字段填写自己的网桥ID STP使用BPDU选择根网桥2-2 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中 STP使用BPDU计算根路径成本2-1 根网桥发送根路径成本为0的BPDU STP使用BPDU计算根路径成本2-2 其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发 生成树端口的状态 生成树计时器 STP状态机 在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；
STP 为什么会有stp 为了保证可靠，设计了一种环网拓扑，又因为交换机的工作原理，会出现环路问题，为了解决环路，才有了stp生成树 1 mac地址表震荡 2 广播风暴 作用：在保证可靠的基础上，解决环路问题 原理：阻塞端口（预备端口）通过选举阻塞端口，来防止环路 1 根桥（根交换机）： 1 比较每台交换机上的网桥id （优先级+mac地址）越小越优先 默认优先级 32768 修改优先级修改的时候要改成4096的倍数 交换机上有默认的stp版本为mstp （多实例生成树）stp （生成树）rstp (快速生成树) [系统]stp mode stp 修改stp的模式 Stp priority 4096 修改优先级 2 根端口：非根交换机到达根交换机的最优端口 比较规则 1 路径开销值 2 对端网桥id 3 对端对口id 4 本端端口id （hub） 3 指定端口：每条链路上到达根交换机最优端口根交换机上所有端口都是指定端口 比较规则 1 路径开销 2 本端网桥id
3 本端端口id （端口优先级和端口编号）端口优先级默认是128 4 剩下的端口就叫做阻塞端口 Stp中的报文交互 BPDU 桥协议数据单元 两种bpdu 1 配置bpdu 作用：用于角色（端口）选举 维护网络拓扑 2秒1次最多20秒20 秒没有根的回应，则认为根down掉 2 tcn bpdu 拓扑变化bpdu 作用：当拓扑发生变化时，会发tcn bpdu Bpdu 字段 1 bpdu flsges标识字段 Tca 位拓扑变化确认位 Tc 位拓扑变化位 发生变化时置1 2 root identifier 根网桥id 3 root path cost 到达根的开销值 4 bridge id 本交换机的网桥id 5 port id 端口id 0x8001 前面的80 代表优先级128 ， 01代表端口号 6 message age 消息寿命每经过一台交换机message age +1 7 max age 最大寿命 20 秒 8 hello time 2秒 9 forward delay 转发延迟 15秒 端口的状态变化 1 disable 开启stp时特点：不进行stp计算 2 blocking 阻塞端口直接进入blocking 状态 3 listening 非阻塞端口才进入侦听状态特点：加速mac地址表老化 中间有15秒的间隔时间，目的是为了加速mac地址表老化，mac地址表老化时间300秒 4 learning 学习状态 中间有相隔15秒的时间，加速mac地址表的学习 5 forwarding 转发状态
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 三层交换机生成树协议 甲方：___________________ 乙方：___________________ 日期：___________________
三层交换机生成树协议 篇一：网络工程技术生成树协议 1. 生成树stp的计算推导 (1) 手工计算推导出下图中的根交换机、根端口、指 定端口和阻塞端口 (假设每条链路带宽均为100mbps),最后 在packettracer6.0 模拟器上进行验证，通过抓包路径跟踪 的方法演示当主链路出现故障后的收敛过程和结果。 (2) 若使收敛时间更快速，可以采用哪种该进协议， 该方法的优势是什么？ 优势： a、stp没有明确区分端口状态与端口角色，收敛时主要 依赖于端口状态的切换。Rstp比较明确的区分了端口状态与端口角色，且其收敛时更多的是依赖于端口角色的切换。 b、stp端口状态的切换必须被动的等待时间的超时。而 Rstp 端口状态的切换却是一种主动的协商。 c、stp中的非根网桥只能被动的中继bpdu。而Rstp中的非根网桥对bpdu的中继具有一定的主动性。 1、为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口(alternateport) 和备
份端口(backupport) 两种角色，在根 端口/指定端口失效的情况下，替换端口/备份端口就会无 时延地进入转发状态，而无需等待两倍的转发时延(Forwarddelay)时间。 2、在只连接了两个交换端口的点对点链路中，指定端口只需与下游网桥进行一次握手就可以无时延地进入转发 状态。如果是连接了三个以上网桥的共享链路，下游网桥是不会响应上游指定端口发出的握手请求的，只能等待两倍Forwarddelay 时间进入转发状态。 3、将直接与终端相连而不是与其他网桥相连的端口定义为边缘端口(edgeport)。边缘端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。由于网桥无法知道端口是否直接与终端相连，因此需要人工配置。 (3) 交换机端口的颜色灯和闪烁频率，分别代表哪些含义？若要求交换机的端口直接接用户的pc机而不参与stp 运算，应如何进行设置？ 颜色灯： 绿色灯表示可以发出 而黄色灯表示阻塞，不能发出闪烁频率：灯光闪烁说明有数据在传输，闪的快就说明比较频繁，也就是连续在端口上酉己置spanning-treeportfast 或
STP实验 实验内容 STP计算过程 端口状态切换 RSTP协议的两种工作模式 生成树计算过程 实验目的 帮助读者理解STP的基本原理和生成树的生成过程 验证STP端口状态的切换 验证RSTP协议两种工作模式的互通性 实验环境 Quidway系列S3026交换机4台，VRP版本为： VRP(R)Software,Version3.10(NA),RELEASE0009； PC一台，标准网线5根、配置电缆一根； 实验组网图 实验步骤 生成树的计算过程 如上图所示，4台QuidwayS系列以太网交换机环形互连，2台PC分别连接到SwitchA和SwitchB上。4台交换机MAC地址分别为： SwitchA：00e0-fc07-7089 SwicthB：00e0-fc06-2380
SwitchC：00e0-fc07-7085 SwitchD：00e0-fc06-8200 完成连接一段时间这后，会看到交换机指示灯快速闪烁，说明4台交换机之间转发数据报文，存在环路，可以配置STP协议避免环路。 STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。 Quidway以太网交换机所实现的快速生成树协议RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）是生成树协议的优化版。其“快速”体现在根端口和指定端口进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络拓扑稳定需要的时间。 在Quidway以太网交换机上启动STP协议，命令如下： [SwitchA]stpenable [SwitchB]stpenable [SwitchC]stpenable [SwitchD]stpenable 全网配置RSTP协议之后，默认情况下，交换机的每一个端口都启用了RSTP协议。配置完成后，可以看到交换机指示灯不再快速闪烁，说明交换机已经建立了无环路的转发生成树。那么，这棵树到底什么样子呢？我们可以先从理论上来分析，然后我们通过交换机的状态信息来验证我们的理论分析结果。 生成树协议算法实现的具体过程如下： 初始状态 各台交换机的各个端口在初始时会生成以自己为根的配置消息，根路径开销为0，指定交换机ID为自身交换机ID，指定端口为本端口。 SwitchA： 端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/3} SwitchB： 端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc06-2380，0，32768.00e0-fc06-2380，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息：
1、H3C交换机与CISCO交换机的MST互通 （1）由于思科对于mstp摘要计算方法特殊，导致H3C交换机和CISCO交换机在做MSTP对接时，即使它们的域配置相同，各自计算出的配置摘要也会不相同； （2）可通过如下方法和CISCO MSTP实现域内多实例的互通： 保证H3C交换机和CISCO交换机的MSTP域配置完全相同； 在全局和任一个和CISCO交换机相连的端口上使能Configuration Digest Snooping功能：stp config-digest-snooping。 [系统视图]stp config-digest-snooping [端口视图]stp config-digest-snooping （3）由于CISCO的MSTP状态机实现机制与H3C的有所不同，导致CISCO设备与H3C设备相连的指定端口不能快速迁移到Fowarding状态。为实现快速迁移，可在和CISCO设备互连的端口配置下面的命令： [端口视图] stp no-agreement-check [系统视图] stp interface interfacename no-agreement-check 2、H3C交换机与PVST+互通问题 （1）PVST+是基于vlan的私有协议，要与之互通必须满足一定条件才能互通配合； （2）PVST+在端口PVID的VLAN里发送的是标准BPDU报文，但在其它VLAN内发送的是特殊的SNAP报文。对于SNAP封装的Type字段，在以太网封装中，对Type 字段要求是值必须大于0x600，以此来区分Type和Length。 （3）正是由于PVST+报文封装格式中这个字段导致报文可能被许多设备丢弃而不做二层转发。在组网时： access口可以互通。 如果是trunk口，则必须保证下游discarding端口与PVST+逻辑discarding端口一致。也就是说标准stp设备只能做下游设备，不得做根。 PVST+与mstp多实例无法互连。
石河子大学 信息科学与技术学院 <网络技术>课程设计成果报告
2014—2015 学年第一学期
题目名称：
利用快速生成树协议（RSTP） 实现现交换机之间的冗余链路备份
专 班 学
业： 级： 号：
计算机科学与技术 计科 2012（一）班 2012508013 蒋 曹 能 传 凯 东
学生姓名： 指导教师：
完成日期：二○一五
年
一 月 七
日
目
录
一 课题介绍 ......................................................................................................................................................... - 3 1.1 课题名称 ............................................................................................................................................... - 3 1.2 课题简介 ............................................................................................................................................... - 3 1.3 课题拓展 ............................................................................................................................................... - 3 二 RSTP 简介....................................................................................................................................................... - 3 三 实验环境介绍 ................................................................................................................................................. - 5 3.1 实验软硬件环境 ................................................................................................................................... - 5 3.2 实验参数 ............................................................................................................................................... - 5 3.3 实验拓扑图 ........................................................................................................................................... - 8 四 实验内容 ......................................................................................................................................................... - 8 五 实验详细步骤 ................................................................................................................................................. - 9 5.1 绘制实验拓扑 ....................................................................................................................................... - 9 5.2 交换机及 PC 的基本配置 .................................................................................................................... - 9 5.3 Spanning-tree 的配置 .......................................................................................................................... - 13 5.3 链路测试 ............................................................................................................................................. - 14 六 课题总结 ....................................................................................................................................................... - 17 附录 A 参考文献................................................................................................................................................ - 18 -
交换机知识--生成树协议 STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是根据IEEE 802.1D 标准建立的，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环，避免设备由于重复接收相同的报文所造成的报文处理能力下降的问题发生。 STP采用的协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），也称为配置消息，BPDU 中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。STP即是通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。 BPDU格式及字段说明 要实现生成树的功能，交换机之间传递BPDU报文实现信息交互，所有支持STP协议的交换机都会接收并处理收到的报文。该报文在数据区里携带了用于生成树计算的所有有用信息。 标准生成树的BPDU帧格式及字段说明： Protocol identifier：协议标识 Version：协议版本 Message type：BPDU类型 Flag：标志位 Root ID：根桥ID，由两字节的优先级和6字节MAC地址构成 Root path cost：根路径开销 Bridge ID：桥ID，表示发送BPDU的桥的ID，由2字节优先级和6字节MAC地址构成 Port ID：端口ID，标识发出BPDU的端口 Message age：BPDU生存时间
Maximum age：当前BPDU的老化时间，即端口保存BPDU的最长时间 Hello time：根桥发送BPDU的周期 Forward delay：表示在拓扑改变后，交换机在发送数据包前维持在监听和学习状态的时间 STP的基本概念 桥ID（Bridge Identifier）：桥ID是桥的优先级和其MAC地址的综合数值，其中桥优先级是一个可以设定的参数。桥ID越低，则桥的优先级越高，这样可以增加其成为根桥的可能性。 根桥（Root Bridge）：具有最小桥ID的交换机是根桥。请将环路中所有交换机当中最好的一台设置为根桥交换机，以保证能够提供最好的网络性能和可靠性。 指定桥（Designated Bridge）：在每个网段中，到根桥的路径开销最低的桥将成为指定桥，数据包将通过它转发到该网段。当所有的交换机具有相同的根路径开销时，具有最低的桥ID的交换机会被选为指定桥。 根路径开销（Root Path Cost）：一台交换机的根路径开销是根端口的路径开销与数据包经过的所有交换机的根路径开销之和。根桥的根路径开销是零。 桥优先级（Bridge Priority）：是一个用户可以设定的参数，数值范围从0到32768。设定的值越小，优先级越高。交换机的桥优先级越高，才越有可能成为根桥。 根端口（Root Port）：非根桥的交换机上离根桥最近的端口，负责与根桥进行通信，这个端口到根桥的路径开销最低。当多个端口具有相同的到根桥的路径开销时，具有最高端口优先级的端口会成为根端口。 指定端口（Designated Port）：指定桥上向本交换机转发数据的端口。 端口优先级（Port Priority）：数值范围从0到255，值越小，端口的优先级就越高。端口的优先级越高，才越有可能成为根端口。 路径开销（Path Cost）：STP协议用于选择链路的参考值。STP协议通过计算路径开销，选择较为“强壮”的链路，阻塞多余的链路，将网络修剪成无环路的树型网络结构。 生成树基本概念的组网示意图如图所示。交换机A、B、C三者顺次相连，经STP计算过后，交换机A被选为根桥，端口2和端口6之间的线路被阻塞。 桥：交换机A为整个网络的根桥；交换机B是交换机C的指定桥。 端口：端口3和端口5分别为交换机B和交换机C的根端口；端口1和端口4分别为交换机A和交换机B 的指定端口；端口6为交换机C的阻塞端口。
Cisco交换机之STP协议简单详解及实验 Cisco交换机之STP协议简单详解及实验 前面的学习中，我们已经掌握通过交换机组网，但是，怎样加强企业网络的可靠性呢？在实际网络环境中，可以通过物理环路解决网络的可靠性，当一跳链路断开或者出现故障，另一条链路任然可以传输数据，但是，在交换网络中，当交换机收到一个未知目的地址的数据帧，交换机会广播出去，这样，在交换网络中，就会产生一个双向广播环，甚至广播风暴，导致交换机死机。 本章的STP（Spanning Tree Protocol 生成树协议），它就是在逻辑上断开物理环路，防止产生广播风暴，而一旦正在用的线路出现故障，被逻辑断开的线路又重新接通，继续传输数据。 在介绍STP之前，首先回顾一下交换机的工作原理 （1）交换机通过学习数据帧中的源MAC地址生成MAC地址表。 （2）交换机查看数据帧的目标MAC地址，根据MAC地址表转发数据。 （3）如果交换机MAC地址表中没有匹配项，则向除了收到这个数据帧的端口以外的所有端口广播这个数据帧。 如果在一个物理环路的网络中，交换机收到一个未知目标地址的数据帧，它会向其他交换机广播，而其他交换机也没有相应的MAC地址对应，又会向除接受端口之外的端口广播，这样，在网络中就产生了双向广播环。 一.STP概述 1.STP叫做生成树协议，就是把一个环形的结构改变成一个树形的结构 二.STP工作原理 1.生成树算法 （1）选择根网桥（Root Bridge） 选择根网桥的依据是网桥ID（8字节的字段)前2字节为网桥优先级（范围是0--65535，默认值是32768），后6字节是网桥的MAC地址。 （2）选择根端口（Root Ports） 选择根端口的依据按照顺序是： 到根网桥最底的根路径成本 直连的网桥ID最小 端口ID最小 下面是带宽与路径成本的关系 链路带宽（Mb/s）路径成本 10 100 16 62 45 39 100 19 155 14 622 6 1000 4 10000 2 端口ID是一个2字节的STP参数，前8位是端口优先级（范围是0--255，默认是128）后8位是端口编号，注意：端口编号不是端口号，但是端口号低的端口，端口编号值也较小。
华为生成树协议STP分析过程与配置方法 一、学习目的： 1、掌握配置STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置RSTP的方法 5、掌握STP与RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置MSTP实现不同vlan负载均衡的方法 7、掌握MSTP与STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法 二、重点命令 1、开启stp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode stp 2、查看stp状态
[plain]view plain copy 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定stp主根和备根 [plain]view plain copy 1.stp root primary 2.stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 [plain]view plain copy 1.stp priority 4096（4096的倍数） 5、指定RP [plain]view plain copy 1.int g0/0/10 2.stp port priority 16（16的倍数）
6、指定DP [plain]view plain copy 1.int g0/0/24 2.stp cost 2000000 7、开启rstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode rstp 8、配置mstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 5.instance 1 vlan 1 to 10 6.instance 2 vlan 11 to 20 7.active region-configuration
实验3：交换机端口配置与生成树协议配 置
实验三：交换机端口配置与生成树协议配置 一、实验目的 掌握Quidway系列以太网交换机端口常见配置命令的使用方法、重点掌握端口聚合的配置命令的使用方法；掌握STP协议基本配置，通过改变交换机参数来改变生成树结构，从而进一步加深对STP协议的理解。 二、实验原理和内容 1、交换机的基本工作原理 2、配置交换机的方法和命令 3、STP的基本原理及配置 三、实验环境以及设备 环境一：2台交换机、2台Pc机、双绞线若干 环境二：4台交换机、2台Pc机、双绞线若干 四、实验步骤（操作方法及思考题） 0、在作实验前，请在用户视图下使用“reset saved-configuration”命令和“reboot” 命令分别将2台交换机的配置都清空，以免前一个班的实验留下的配置对本次实验产生影响。 1、请任选一台交换机，练习使用如下端口配置或显示命令，请把它们的语法和 功能写到实验报告中。 （1）description（1分） （2）duplex（1分） （3）speed（1分）
（4）flow-control（1分） （5）display interface（1分） 答：对以太网端口进行必要的描述：[Quidway-Ethernet0/1]description <任意词> 端口工作模式配置：[Quidway-Ethernet0/1] duplex { full | half | auto} 端口速率配置：[Quidway-Ethernet0/1] speed { 10 | 100 | 1000 | auto } 流量控制配置：[Quidway-Ethernet0/1] flow-control [Quidway-Ethernet0/1] undo flow-control 显示端口配置信息：[任意视图] display interface ethernet0/1 2、链路聚合配置： ?Skip Record If...? 图1：链路聚合配置 （1）请采用2台交换机组网，交换机之间通过3条双绞线互连，网络环境如图1所示（注：E0/1即为 Ethernet0/1端口,在39或36系列的交 换机上，是E1/0/1端口）。请分别在两台交换机上输入必要的命 令，实现三条链路的聚合。请把你所输入的命令写到实验报告中。 （两台交 （2）换机上的命令都要写）（10分） 答：SwitchA： SwitchB： [Quidway]sysname SwitchA [Quidway]sysname SwitchB [SwitchA]interface ethernet0/1 [SwitchB]interface ethernet0/1 [SwitchA -Ethernet0/1] duplex full [SwitchB -Ethernet0/1] duplex full [SwitchA -Ethernet0/1] speed 100 [SwitchB -Ethernet0/1] speed 100 [SwitchA-Ethernet0/1]return [SwitchA-Ethernet0/1]return
竭诚为您提供优质文档/双击可除 交换机生成树协议 篇一：交换机生成树协议指导书 交换机生成树协议指导说明 一、实训目的： 掌握生成树一些的启动和配置方法，掌握生成树协议的查看命令。 二、背景描述： 你是某公司的网管,为保证公司里的网络正常通讯，你将三台交换机连接起来，但是这样会出现环路，你必须想一个方法来清除交换机的环路。 三、实训设备： 1.电脑 2.思科模拟器packettracer 三、实训任务 任务：交换机生成树协议 四、实训步骤 任务：交换机生成树协议 默认的，在思科设备上，生成树协议是开启的，但是在
其他厂家的设备中，生成树协议是关闭的，需要手动开启。 在Vlan1-3上面开启生成树协议 switch(config)#spanning-treevlan1-3 开启所有access接口的端口快速转换功能 switch(config)#spanning-treeportfastdefault 在Vlan1-3上面关闭生成树协议 switch(config)#nospanning-treevlan1-3 在所有Vlan端口上开启生成树协议 switch(config)#spanning-treemodepvst 在所有Vlan端口上开启快速生成树协议 switch(config)#spanning-treemoderapid-pvst 配置生成树协议的优先级 switch(config)#spanning-treevlanxxpriority参 数;xx指的是vlanid 设置根交换机(主) switch(config)#spanning-treevlanxxrootprimary设置根交换机(主) 设置根交换机(备) switch(config)#spanning-treevlanxxrootsecondary 设置Vlan端口优先级（一般来说，根端口的优先级为1）switch(config-if)#spanning-treevlanxxport-priority 参数设置根端口
交换机生成树协议原理 方便用户连接服务器或高速主干网。用户也可以通过设计多台服务器(进行业务划分)或追加多个网卡来消除瓶颈。交换机还可支持生成树算法，方便用户架构容错的冗余连接。 1.网络中的广播帧 目前广泛使用的网络操作系统有Netware、WindowsNT等，而LanServer的服务器是通过发送网络广播帧来向客户机提供服务的。这类局域网中广播包的存在会大大降低交换机的效率，这时可以利用交换机的虚拟网功能(并非每种交换机都支持虚拟网)将广播包限制在一定范围内。 每台文交换机的端口都支持一定数目的MAC地址，这样交换机能够“记忆”住该端口一组连接站点的情况，厂商提供的定位不同的交换机端口支持MAC数也不一样，用户使用时一定要注意交换机端口的连接端点数。 如果超过厂商给定的MAC数，交换机接收到一个网络帧时，只有其目的站的MAC地址不存在于该交换机端口的MAC地址表中，那么该帧会以广播方式发向交换机的每个端口。 2.虚拟网的划分 虚拟网是交换机工作原理的重要功能，通常虚拟网的实现形式有三种： (1)静态端口分配
静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口，使其直接从属某个虚拟网。这些端口一直保持这些从属性，除非网管人员重新设置。这种方法虽然比较麻烦，但比较安全，容易配置和维护。 (2)动态虚拟网 支持动态虚拟网的端口，可以借助智能管理软件自动确定它们的从属。端口是通过借助网络包的MAC地址、逻辑地址或协议类型来确定虚拟网的从属。当一网络节点刚连接入网时。 交换机工作原理端口还未分配，于是交换机通过读取网络节点的MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟网。这样一旦网管人员配置好后，用户的计算机可以灵活地改变交换机端口，而不会改变该用户的虚拟网的从属性，而且如果网络中出现未定义的MAC地址，则可以向网管人员报警。 (3)多虚拟网端口配置 该配置支持一用户或一端口可以同时访问多个虚拟网。这样可以将一台网络服务器配置成多个业务部门(每种业务设置成一个虚拟网)都可同时访问，也可以同时访问多个虚拟网的资源，还可让多个虚拟网间的连接只需一个路由端口即可完成。 但这样会带来安全上的隐患。虚拟网的业界规范正在制定当中，因而各个公司的产品还谈不上互操作性。Cisco公司开发了 Inter-SwitchLink(ISL)虚拟网络协议，该协议支持跨骨干网(ATM、FDDI、FastEther)的虚拟网。但该协议被指责为缺乏安全性上的考虑。
实验六交换机VLAN配置及生成树协议 6.1 交换机的VLAN （略，见课本） 6.2 交换机生成树协议 （略，见课本） 6.3 实验六交换机VLAN配置及生成树协议 6.3.1实验目的 理解交换机VLAN的基本概念与工作原理，了解VLAN协议IEEE 802.1Q。在掌握交换机基本配置操作的基础上，学会在交换机上对规划的VLAN作相应配置。 理解交换机生成树的基本概念与工作原理，了解生成树协议802.1D与快速生成树协议802.1W，学会在交换机上设置生成树功能。 6.3.2 实验准备 （1）实验设备 ?锐捷路由组网实验台，每个机架上有4台锐捷路由器、4台锐捷交换机，本次实验每组使用2台锐捷交换机，一个机架可供2组同时做实验； ?带9针COM口、双10/100M网卡的PC机若干台。 ?PC机COM口连接交换机的console口配置用的连线： 说明：用锐捷路由组网实验台实验时：因为用户PC机本身的网卡 NIC1已插有RJ45 UTP线连接到机房核心交换机再连到实验机架上 的锐捷管理控制服务器，而后者已有串口线连接到机架上各交换机 的console口，PC机可通过使用HTTP Web网页的方法访问锐捷管 理控制服务器，间接由其串口向交换机的console口发出配置命令， 因此用户PC机COM口不再需要连接交换机的console口； ?PC机与交换机连接用的RJ45-to-RJ45 straight-through cable (RJ45 UTP直通线) 2根： 说明：用锐捷路由组网实验台实验时：因为用户PC机本身的网卡 NIC2已插RJ45 UTP直通线连接到实验台机架下部理线架上的相应插 座，因此只需用RJ45 UTP直通线将实验台下部的理线架上相应插座
Cisco快速生成树协议RSTP协议原理及配置
实验8 Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置 一、相关知识介绍 1、生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个 端口为根的生成树，避免环路。二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。 2、根网桥的选择流程： （1）第一次启动交换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告。 （2）每个交换机分析报文，根据网桥ID选择根网桥，网桥ID小的将成为根网桥（先比较网桥优先级，如果相等，再比较MAC地址）。 （3）经过一段时间，生成树收敛，所有交换机都同意某网桥是根网桥。 （4）若有网桥ID值更小的交换机加入，它首先通告自己为根网桥。其它交换机比较后，将它当作新的根网桥而记录下来。 3、RSTP 协议原理 STP并不是已经淘汰不用，实际上不少厂家目前还仅支持STP。STP的最大缺点就是他的收敛时间太长，对于现在网络要求靠可靠性来说，这是不允许的，快速生成树的目的就是加快以太网环路故障收敛 的速度。 （1）RSTP 5种端口类型 STP定义了4种不同的端口状态，监听（Listening），学习（Learning），阻断（Blocking）和转发（Forwarding），其端口状态表现为在网络拓扑中端口状态混合（阻断或转发），在拓扑中的角色（根 端口、指定端口等等）。在操作上看，阻断状态和监听状态没有区别，都是丢弃数据帧而且不学习MAC 地址，在转发状态下，无法知道该端口是根端口还是指定端口。RSTP有五种端口类型。根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。生成树算法（STA）使用BPDU来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保存的BPDUB来确定哪个比其他的更优先。 1）根端口：非根桥收到最优的BPDU配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP 一样。请注意图8-16上方的交换机，根桥没有根端口。按照STP的选择根端口的原则，SW-1和SW-2和根连接的端口为根端口。 2）指定端口：与STP一样，每个以太网网段段内必须有一个指定端口。假设SW-1的BID比SW-2 优先，而且SW-1的P1口端口ID比P2优先级高，那么P1为指定端口，如图8-17所示。
Word文档华为生成树协议STP分析过程与配置方法 一、学习目的： 1、掌握配置STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置RSTP的方法 5、掌握STP与RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置MSTP实现不同vlan负载均衡的方法 7、掌握MSTP与STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法 二、重点命令 1、开启stp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode stp
2、查看stp状态 [plain]view plain copy 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定stp主根和备根 [plain]view plain copy 1.stp root primary 2.stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 [plain]view plain copy 1.stp priority4096（4096的倍数） 5、指定RP [plain]view plain copy Word文档
1.int g0/0/10 2.stp port priority16（16的倍数） 6、指定DP [plain]view plain copy 1.int g0/0/24 2.stp cost2000000 7、开启rstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode rstp 8、配置mstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 Word文档
摘要：生成树算法和协议是自动生成网络拓扑结构的基础。本文阐述了生成树算法和协议的内容，并给出了在以太网交换机中的具体实现过程。我们通过实践证明，该方尖对于解析最优网络拓扑结构效果良好。 关键词：以太网交换机网桥拓扑结构生成树BPDU 以太网交换机在第二层即MAC层必须具有路由功能。目前普遍使用的MAC层路由方式是IEEE802.1组织发布的标准：基于生成树算法的路由。在局域网内的交换机执行了生成树算法以后，会组成一个生成树动态拓扑结构，该拓扑结构使局域网内任意两个工作站之间不存在回路，以防止由此产生的局域网广播风暴，同时，生成树算法还负责监测物理拓扑结构的变化，并能在拓扑结构发生变化之后建立新的生成树。例如当一个交换机坏了或某一条数据通咱断了后，能提供一定的容错能力而重新配置生成树的拓扑结构。交换机根据生成树动态拓扑结构的状态信息来维护和更新MAC路由表，最终实现MAC层的路由。 一、以太网交换机在MAC层体系结构 以太网交换机在MAC层的功能主要是实现LAN的互连。根据IEEE802.1D协议的规定，在MAC层工作的体系结构必须包含以下内容：（1）一个用于连接交换机端口的MAC转发实体；（2）至少两个端口；（3）高层协议实体，其中包括交换机协议实体。如图1所示。 MAC转发实体主要实现交换机不同端口间的内部通信。该实体存储各个端口的工作状态并维护一个过滤数据库。数据库中存放了一张MAC地址表，用以实现MAC层的路由。当数据帧从一个端口的底层服务进程传上来时，MAC实体首先判断目的端口的工作状态，如果目的端口没有被阻塞，MAC转发实体将依据MAC地址表的对应关系将该帧从目的端口转发出去。同时MAC转发实体还可以进行过滤、记录MAC地址等操作。 交换机端口的功能是从与其相连的LAN上接收或传送数据。端口的状态由生成树算法规定，包括转发、学习、监听、阻塞和禁止状态。 高层协议实体位于LLC层，主要用于计算和配置LAN的拓扑结构。下面介绍的生成树协议算法就是运行在该协议实体内，用来实现MAC层的路由。在运行生成树算法时，高层