spanning-tree - it-infor.net · – spanning-tree protocol • 通过将特定的端口选为...
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Spanning-tree
红茶三杯（朱SIR）微博：http://t.sina.com/vinsoney
Latest update: 2012-06-01
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STP的概念
• 冗余拓扑
• 冗余拓扑能够解决单点故障问题；
• 冗余拓扑造成 广播风暴, 多帧复用, MAC地址不稳定的问题；
Server/host X Router Y
Segment 1
Segment 2
Switch A Switch B
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STP的概念
• 广播风暴
• Host X发送广播帧；
• 交换机继续没完没了的更新广播流量；
Server/host X Router Y
Segment 1
Segment 2
Switch A Switch B Broadcast
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STP的概念
• 多帧复制
• Host X 发送一个单播数据帧给 Router Y；
• Router Y 的MAC地址还没有被每个交换机学习到；
• Router Y 接收2份相同的数据帧的拷贝；
Server/host X Router Y
Segment 1
Segment 2
Switch A Switch B
unicast
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STP的概念
• MAC表紊乱
• Host X 发送一个单播数据帧给 Router Y； • Router Y 的MAC地址还没有被每个交换机学习到； • Switches A and B 在Port1上学习到Host X的MAC地址； • 到达Router Y的数据帧被泛洪； • Switches A and B 不正确的在Port2上学习到Host X的MAC地址；
Server/host X Router Y
Segment 1
Segment 2
Switch A Switch B
unicast
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STP的概念
• 复杂的多环网络
Server/host
Workstations
Loop
Loop
Loop Broadcast
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STP的概念
• 采用生成树STP解决环路
– Spanning-Tree Protocol
• 通过将特定的端口选为 Blocking state，来实现无环的拓扑；
• IEEE 802.1D 规定了这一行为；
• Cisco采用IEEE802.1D的增强的私有协议生成树PVST+;
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
2. 每个非根桥上选择一个根端口
3. 每个段选择一个指定端口
4. 选择一个非指定端口
100BASE-T
10BASE-T 10BASE-T
SW1 SW2
SW3
ROOT Root port
Root port
Designated port
Designated port
Designated port
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
• BPDU (default = sent every 2 seconds) • Root bridge = bridge with the lowest bridge ID • Bridge ID
Switch Y Default priority 32768 (8000 hex) MAC 0c0022222222
Switch X Default priority 32768 (8000 hex) MAC 0c0011111111
BPDU
桥优先级
2字节 6字节
桥MAC地址
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STP的操作
• BPDU
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
2. 每个非根桥上选择一个根端口
100BASE-T
10BASE-T 10BASE-T
SW1 SW2
SW3
ROOT
DP Designated port RP Root port
根端口：具有最低根路径的接口
要考虑的因素：
1 最低的根桥ID
2 最低的根路径代价
3 最低发送者桥ID
4 最低端口ID
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STP路径开销
Link Speed Cost (New IEEE Specification)
Cost (Old IEEE Specification)
10 Gb/s 2 1
1 Gb/s 4 1
100 Mb/s 19 10
10 Mb/s 100 100
最短路径是cost累加，而cost是基于链路的速率的。
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
2. 每个非根桥上选择一个根端口
100BASE-T
10BASE-T 10BASE-T
SW1 SW2
SW3
ROOT
DP Designated port RP Root port
RP
RP
根端口：具有最低根路径的接口
要考虑的因素：
1 最低的根桥ID
2 最低的根路径代价
3 最低发送者桥ID
4 最低端口ID
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
2. 每个非根桥上选择一个根端口
3. 每个段选择一个指定端口
100BASE-T
10BASE-T 10BASE-T
SW1 SW2
SW3
ROOT
DP Designated port RP Root port
RP
RP
DP DP
指定端口：具有最低根路径的接口
要考虑的因素：
1 最低的根桥ID
2 最低的根路径代价
3 最低发送者桥ID
4 最低端口ID
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STP的操作
1. 每个广播域选择一个根桥
2. 每个非根桥上选择一个根端口
3. 每个段选择一个指定端口
4. 阻塞非指定端口
100BASE-T
10BASE-T 10BASE-T
SW1 SW2
SW3
ROOT
DP Designated port RP Root port
RP
RP
DP DP
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STP案例
• CASE1
SW1
SW2 SW3
Pri 32768 Mac 0C00.1111.0000
ROOT
DP Pri 32768 Mac 0C00.1111.1111
Pri 32768 Mac 0C00.1111.2222
100 BASE-T RP RP
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STP案例
• CASE2
SW1
SW2 SW3
Pri 32768 Mac 0C00.1111.0000
ROOT
DP Pri 32768 Mac 0C00.1111.1111
Pri 32768 Mac 0C00.1111.2222
100 BASE-T RP
RP
DP DP
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STP案例
• CASE3
Pri 32768 Mac 0C00.1111.0000
ROOT
SW1
SW4
SW2 SW3
Pri 32768 Mac 0C00.1111.1111
Pri 32768 Mac 0C00.1111.2222
Pri 32768 Mac 0C00.1111.3333
RP
RP RP
DP DP
DP DP
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STP案例
• CASE4
Pri 32768 Mac 0C00.1111.0000
ROOT
SW1
SW2 Pri 32768 Mac 0C00.1111.2222
RP
DP DP
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STP的端口状态
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STP的端口状态
• In the blocking state, ports can only receive BPDUs. It may take up to
20 seconds to change from this state；
• In listening state, switches determine if there are any other paths to
the root bridge. the forward delay and lasts for 15 seconds. In the
listening state, user data is not being forwarded and MAC addresses
are not being learned；
• In learning state user data is not forwarded, but MAC addresses are
learned from any traffic that is seen. The learning state lasts for 15
seconds and is also called the forward delay；
• In forwarding state user data is forwarded and MAC addresses
continue to be learned. BPDUs are still processed；
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生成树在工程中的运用
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