项目六交换机链路冗余和生成树协议

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,项目六交换机链路冗余,毛万胜,模块三组建链路冗余的局域网,在实际的网络应用中，网络的链路状况是很难保证永远都是稳定和畅通的，特别是在目前规模越来越大的广域网环境中，即使在局域网和校园应用环境中也有可能因为各种各样的因素也会出现链路故障的情况。,当设备间的链路出现故障时，由于往往采用单链路的链接方式，所以必然导致网络瘫痪（至少是部分网络的瘫痪），有时这种瘫痪是不可容忍、不允许的,如何解决这个问题呢？,冗余技术,冗余技术的实现,冗余设备 冗余链路,通常设备的故障率要远远低于线路的故障率，所以从效率和成本的角度考虑，,链路冗余,是我们首选的方式。,*冗余性的设计,对于网络的规划和建设都是非常重要的方面。,问题！,链路的冗余设计已经造成了另外一个严重的网络问题,环路,环路对网络有什么影响？,当出现环路时,在路由器链接的网络中，当环路产生时，路由表的路由表会频繁地发生变化，从而造成路由表中的某一条或多条，甚至整个路由表无法收敛，结果使网络出于瘫痪或者半瘫痪状态。,交换环路所带来的危害,1、产生广播风暴,交换环路所带来的危害,2、出现帧的复制现象,交换环路所带来的危害,3、MAC地址表不稳定,生成树协议,生成树协议（Spanning-Tree Protocol）,如果要把一个指环变成一个纸条，只需要通过剪断它就可以了。在网络中，我们可以通过使用一种算法，在软件上逻辑地使某个交换机上的一个端口处于不通的状态（阻塞）。,负责在逻辑上解决环路问题的生成树协议，最终可以将出现多个环路的、复杂的网络的变成简单且无环路的树形结构。,一旦网络出现故障时，该被阻塞的端口又可以在软件上的取消其阻塞状态，变成一个可以正常收发数据帧的端口。这种软件上的逻辑算法，就是生成树协议,生成树协议的算法,在树形结构中，一定要有一个根的。在生成树协议中也需要确定一个根，即一台交换机作为跟交换机，我们称为,根桥,。,根桥的作用，就是作为一个生成树协议的参考点，以决定在环路中哪个端口应该是转换状态，哪个端口应该阻塞。,生成树STP算法的参数,网桥（交换机）ID,路径开销,端口ID,生成树算法的第一步，就是要确定哪台交换机为根桥,确定根桥的算法，是比较交换机之间的,优先级,加,MAC地址,所得来的值,思科交换机的优先级可以是,065535,范围内的值。默认交换机的优先级是,32768,，可以通过命令来修改优先级，,优先级最小,的交换机成为根桥,如果不改优先级的话，所有的交换机的优先级都是一样的，此时是通过比较交换机的MAC地址，谁的,MAC地址最小,就称为根桥,端口ID，优先级小的端口ID优先，优先级一样的端口ID端口号小的端口ID优先,根桥,在确定了根桥后，第二步就是确定非根交换机的,根端口,（Root Port），,根端口是不能被阻塞的,根端口：,该交换机上到达根交换机路径开销最小的端口,链路速度,开销（新IEEE）,开销（旧IEEE）,10Gbps,2,1,1Gbps,4,1,100Mbps,19,10,10Mbps,100,100,根桥,根端口,根端口,路径开销：19,路径开销：19,路径开销：19,阻塞的端口只能是交换机B的1/2或交换机C的1/2,此时就需要确定哪一个端口是,标志端口,（Designed Port，又称指定端口，是不会被阻塞的端口）,标志端口的确定,（1）一个网段距离根桥最近（路径开销）的端口,（2）当多个路径开销一致时，哪个端口所在的交换机的,优先级、MAC地址低,则成为标志端口,*根桥上所有的端口都是标志端口,*根桥的所有端口都不能是阻塞状态,根端口,根端口,根桥,标志端口,标志端口,标志端口,总结,第1步：选择根桥（Root Bridge），唯一的根桥被选举。,第2步：选择根端口（RP,Root Ports），其他的网桥计算一系列的根端口。,第3步：选择指定端口（DP,Designated ports），用于网段连接。,第4步：阻塞其他所有的非RP、DP端口,练习,10Mbps,交换4：dd:dd:dd:dd:dd:dd,交换1：aa:aa:aa:aa:aa:aa,交换2：bb:bb:bb:bb:bb:bb,交换3：cc:cc:cc:cc:cc:cc,开销：19,开销：19,开销：19,开销：100,2/25,2/25,2/25,2/25,1/25,1/25,1/25,1/25,BPDU（桥协议数据单元）,运行STP的交换机之间通过BPDU进行信息交流,BPDU的目标地址为STP组播（,0180-c200-0000）,BPDU有两种：,（1）配置BPDU：用于生成树计算,（2）拓扑变更通知BPDU：用于通知拓扑变化,根桥ID、根端口开销、发送者的桥的ID、发送者端口的ID,STP端口的状态,阻塞（Blocking）延时20秒,监听（Listening）延时15秒,学习（Learning）延时15秒,转发（Forwarding）,禁用（Shutdown）,50秒的总延时，解决办法：,思科的PortFast,UplinkFast,BackboneFast技术等,STP定时器,Hello时间（hello time）默认2秒,转发延迟（forword delay）侦听、学习 15秒,最大生存时间（max age）BPDU保存时间 20秒,默认状态生成STP存在的问题,有可能最慢的交换机成为根桥,只能生成一个根桥，没有备用根桥,根桥可能出现在网络中任何意料之外的地方,*应当选用核心层、汇聚层交换机作为根桥,生成树协议配置,1、默认STP配置,Spanning-tree rest,让生成树参数恢复默认配置,项目,默认值,项目,默认值,enable,Disable，不开,Forword-delay,15s,STP 优先级,32768,Max-age,20s,STP 端口优先级,128,路径开销的默认计算方法,长整数,STP 端口开销,根据端口速度判断,Tx-hold-count,3,Hello time,2s,Link-type,根据端口双工状态,开启或关闭针对Vlan的STP,Switch（config）#,spanning-tree vlan【,vlan-id,】,Cisco的交换机默认是基于每VLAN的,vlan-id 指定关闭的VLAN ID，可以用连接号或逗号隔开多个，VLAN ID范围14094,关闭生成树协议,No spanning tree,3、根交换机配置,（1）以确定方式将某台交换机设置为根网桥,（2）将另外一台交换机配置为辅助根网桥,*汇聚层交换机更加合适,手工设置根桥,直接指定为根桥：,Switch(config)#,spanning-tree vlan,【,vlan-id,】,root,primary,|,secondary,*,vlan-id,为VLAN的范围标号，可以为,all,*primary设置交换机为主根桥，secondary设置为备用根桥,手工设置根桥,设置交换机优先级：,Switch(config)#,spanning-tree vlan,【vlan-id】,priority,【优先级】,*,vlan-id,为VLAN的范围标号,如spanning-tree vlan 1 priority 4096,spanning-tree vlan 1-3 priority 4096,spanning-tree vlan 1-3,5,10-15 priority 8192,*,优先级,应低于（默认优先级）32768，,取值为0或4096的倍数，共16个,修改端口优先级,switch(config)#,spanning-tree vlan,【,vlan-list,】,port-priority 【,priority,】,Priority的范围是1255，默认为128,数值越小，优先级越高,恢复端口默认优先级设置,switch(config)#no,spanning-tree vlan vlan-list port-priority,修改STP定时器,Spanning-tree vlan【,vlan-list,】hello-time 【,seconds,】,/hello时间，默认为2秒，范围110秒,Spanning-tree vlan【,vlan-list,】forword-time 【,seconds,】,/转发延迟时间，默认为15秒，范围430秒,Spanning-tree vlan【,vlan-list,】hello-time 【,seconds,】,/最大生存时间，范围640秒,设置端口开销,swithc(config)#,spanning-tree vlan【,vlan-list,】cost【,cost,】,查看STP协议命令,Show spanning-tree,Show spanning-tree detail,