第3章 h3c 生成树协议
生成树协议(STP)H3C_实验报告
二、RSTP
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议） 是STP协议的优化版。其“快速”体现在，当一个端口被 选为根端口和指定端口后，其进入转发状态的延时在某种 条件下大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需 要的时间。
快速生成树协议较STP的改进之处：
（1）根端口的快速切换
如果旧的根端口已经进入阻塞状态，而且新的根端口 连接的对端交换机的指定端口处于转发状态，在新的拓扑 结构中的根端口可以立刻进入转发状态。
（2）边缘端口概念的引入
在STP协议里，对于连接主机的端口的状态改变，会 引起网络的不稳定，实际上连接主机的端口是不会引起网 络环路的，因此在STP协议的计算中可以不考虑这种端口 状态的变化。所以在RSTP中引入了边缘端口的概念。
<Sysname> system-view
[Sysname] stp enable
[Sysname] interface Ethernet1/0/1
[Sysname-Ethernet1/0/1] stp disable
桥到达根桥的最佳路径。 （3）指定端口（Designated Port）:每一个网段选择到根桥最
近的网桥作为指定网桥，该网桥到这一网段的端口为指定 端口。 （4）可选端口（Alternate Port）:既不是指定端口，也不是 根端口的端口。
4.生成树协议工作过程 STP协议的工作原理主要包括三个部分，一是确定根
配置
[B2] stp region-configuration
[B2-mst-region] region-name MSTP_1
生成树协议原理
生成树协议原理生成树协议是一种基于链路层的协议，它通常在以太网交换机上实现，用于管理以太网局域网中的网络拓扑。
生成树协议的工作原理是通过使用一个根桥（Root Bridge）和多个非根桥（Non-Root Bridge）来建立一颗树状结构，以确保网络中没有环路存在。
生成树协议的核心算法是通过一种称为生成树算法（Spanning Tree Algorithm）来找到从根桥到每个非根桥的最短路径，从而构建一颗最小生成树。
最小生成树是一种能够连接所有节点并且没有环路的树状结构，它是生成树协议的基础，用于确定网络中数据包的传输路径。
生成树协议的工作流程包括以下几个关键步骤：1. 选择根桥：在网络中通过比较桥（Bridge）的优先级和MAC地址来确定根桥，根桥是生成树中的根节点，所有数据包都将通过根桥进行转发。
2. 计算生成树：每个非根桥通过生成树算法计算到根桥的最短路径，确定自己在生成树中的位置，并将该信息传播到整个网络中。
3. 确定端口状态：每个桥根据生成树信息确定哪些端口可以用于数据包的传输，哪些端口需要阻断以避免环路的产生。
4. 更新生成树：在网络拓扑发生变化时，生成树协议会重新计算生成树，并更新每个桥的状态，重新确定最佳路径。
5. 数据包转发：根据生成树确定的路径，数据包会被从源地址传输到目的地址，通过生成树结构保证数据包的正常传输。
生成树协议的优点是可以有效避免数据包在网络中的循环传输，提升网络通信的稳定性和可靠性。
生成树协议能够自动适应网络拓扑的变化，快速重新计算生成树，并重新确定最佳传输路径，从而保证网络快速恢复到正常状态。
然而，生成树协议也存在一些局限性。
生成树协议在网络中设置大量的桥和端口时，会造成网络拓扑复杂，生成树的计算和更新会消耗大量的网络资源。
此外，生成树协议需要在所有交换机上进行配置和管理，当网络规模较大时，配置和管理网络可能会变得困难。
为了解决生成树协议的一些局限性，IEEE制定了一系列的生成树协议标准，包括802.1D、802.1w和802.1s等。
016--《H3C认证网络工程师-H3C路由交换技术》 大纲及进程表 (网工 两年) (90+90课时)
《H3C路由交换技术》教学进程表总计学习课时为180 课时，其中理论课时为90 课时，实验课时为90 课时，适用专业: TC精英教育网络工程专业使用，各章节课时分配如下：章节号章节名称理论课时分配实验课时分配说明第1章计算机网络基础 5 5第2章局域网技术基础12 12第3章广域网技术基础7 7第4章网络层协议原理12 12第5章传输层协议原理 5 5第6章应用层协议原理 5 5第7章以太网交换技术12 12第8章IP路由技术12 12第9章网络安全技术基础8 8第10章网络优化和管理基础12 12课时小计90 90课时总计180《H3C路由交换技术》课程教学大纲课程代码：非标教材(自选)课程性质：选修课先修课程：网络基础适用专业：TC教育各专业使用教材：《路由交换技术第1卷（上册、下册）（H3C网络学院系列教程）》清华大学出版社执笔人:王海军审稿人:叶伟一、课程的性质与任务H3C网络学院路由交换技术第1卷对建设中小型企业网络所需的网络技术进行详细介绍，包括网络模型、TCP/IP、局域网和广域网接人技术、以太网交换、IP路由、网络安全基础、网络优化和管理基础等。
本书的最大特点是理论与实践紧密结合，依托H3C路由器和交换机等网络设备精心设计的大量实验，有助于读者迅速、全面地掌握相关的知识和技能。
二、课程的考核方法《H3C路由交换技术》为考查课程，采用做案例方法，即在课程结束后以案例形式进行考核，课程学完后学员可自愿参加H3C公司网络工程师认证考试。
三、课程的目的要求“目的要求”是指通过教师的讲授及学生的认真学习所应达到的教学目的和要求。
结合本课程的教学特点，“目的要求”分为“掌握”、“熟悉”和“了解”三个级别。
“掌握”的内容，要求教师在授课时，进行深入的剖析和讲解，使学生达到彻底明了，能用文字或语言顺畅地表述，并能独立完成操作，同时也是考试的主要内容；“熟悉”的内容，要求教师予以提纲挈领地讲解，使之条理分明，使学生对此内容完全领会，明白其中的道理及其梗概，在考试时会对基本概念、基本知识进行考核；“了解”的内容，要求教师讲清概念及相关内容，使学生具有粗浅的印象。
锐捷交换机路由器---生成树协议
生成树协议：（三层交换机与二层交换机下配置）1、Switch(config)#spanning-tree2、Switch(config)#spanning-tree mode rstp3、Switch(config)#spanning-tree pri 0 根协议注：第3步在二层交换机中不用做，只需在三层交换机上做就可以了。
在三层交换机上配置路由功能：1、Switch(config)#ip routing 开启路由功能2、Switch(config)#ip default-gateway 192.168.56.1 设置默认网关安全地址绑定：Switch(config)#interface fastethernet 0/1Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#switchport port-securitySwitch(config-if)#switchport port-security mac-address 0017.816D.AF10 ip-address 192.168.2.3 IP与MAC地址绑定（手工配置）Switch(config-if)#no shutdown启动网络诊断程序来诊断本地网络：1、开始运行cmd 输入“netsh”,按“Enter”键，进入“netsh >”提示符状态中。
在“netsh >”提示符状态后输入“diag”，按“Eneter”键，进入“netsh diag >”提示符状态中。
2、接着在“netsh diag > ”提示符状态后输入“gui”，按“Enetsh”键，即可启用网络诊断。
3、先单击“设置扫描选项”选项，展开网络诊断设置选项。
4、用户在下面的选项中选中要进行网络诊断的选项，点击“保存选项”按钮，即可将设置选项保存。
生成树协议详解
⽣成树协议详解⽣成树协议详解⽣成树协议是由Sun微系统公司著名⼯程师拉迪亚?珀尔曼博⼠(Radia Perlman)发明的。
⽹桥使⽤珀尔曼博⼠发明的这种⽅法能够达到2层路由的理想境界:冗余和⽆环路运⾏。
你可以把⽣成树协议设想为⼀个各⽹桥设备记在⼼⾥的⽤于进⾏优化和容错发送数据的过程的树型结构。
我们要介绍的这个问题在图1中进⾏了描述。
图1.如果这些交换机不采⽤⽣成树协议并且以这种⽅式连接，每⼀台交换机将⽆限地复制它们收到的第⼀个数据包，直到内存耗尽和系统崩溃为⽌。
在2层，没有任何东西能够阻⽌这种环路的事情发⽣。
在图1中，管理员必须要⼿⼯关闭这个红⾊连接线路才能让这个以太⽹⽹络运⾏。
⽣成树协议在当前可⽤连接有效时关闭⼀个或者更多其它冗余连接，⽽在当前连接出现故障后，再启⽤这些被关闭的冗余连接。
⽣成树协议决定使⽤哪⼀个连接完全取决于⽹络的拓扑结构。
⽣成树协议拓扑结构的思路是，⽹桥能够⾃动发现⼀个没有环路的拓扑结构的⼦⽹，也就是⼀个⽣成树。
⽣成树协议还能够确定有⾜够的连接通向这个⽹络的每⼀个部分。
它将建⽴整个局域⽹的⽣成树。
当⾸次连接⽹桥或者发⽣拓扑结构变化时，⽹桥都将进⾏⽣成树拓扑的重新计算。
当⼀个⽹桥收到某种类型的“设置信息”(⼀种特殊类型的桥接协议数据单元，BPDU)时，⽹桥就开始从头实施⽣成树算法。
这种算法从根⽹桥的选择开始的。
根⽹桥(root bridge)是整个拓扑结构的核⼼，所有的数据实际上都要通过根⽹桥。
顺便提⽰⼀下，有⼿⼯设置根⽹桥时要特别注意。
对于思科设备来⾔其根⽹桥的选择过程暴露出⼀些问题，就是过分简单化。
思科硬件通常使⽤最低的MAC地址，具备这些地址的设备通常是⽹络中最古⽼的设备，因⽽其交换速度常是最慢的，⽽从根⽹桥在⽹络中的位置看，它负荷却最重。
⽣成树构建的下⼀步是让每⼀个⽹桥决定通向根桥的最短路径，这样，各⽹桥就可以知道如何到达这个“中⼼”。
这⼀步会在每个局域⽹进⾏，它选择指定的⽹桥，或者与根桥最接近的⽹桥。
职业认证-华三认证-生成树协议
:disabled
TC or TCN received :0
......
[SWA]display stp brief
MSTID Port
0
ห้องสมุดไป่ตู้
Ethernet1/0/1
0
Ethernet1/0/2
......
Role DESI DESI
STP State FORWARDING FORWARDING
Protection NONE NONE
MSTP兼容STP和RSTP
8
三种生成树协议的端口状态对比
Blocking
Discarding
Listening
Forwarding Delay时间
Learning
Forwarding Delay时间
Forwarding
Forwarding Delay时间
Learning
Forwarding Delay时间
3
RSTP的改进
端口被选 为根端口
端口被选 为指定端 口
STP行为
RSTP行为
默认情况下，2倍的 Forwarding Delay的 时间延迟。
存在阻塞的备份根端口情况下， 仅有数毫秒延迟。
默认情况下，2倍的 Forwarding Delay的 时间延迟。
在指定端口是非边缘端口的情况 下，延迟取决因素较多。
在指定端口是边缘端口的情况下， 指定端口可以直接进入转发状态， 没有延迟。
4
目录
RSTP MSTP 生成树协议的配置
5
STP、RSTP的问题
Trunk链路上实际上运行着多个VLAN 所有VLAN共用一棵生成树 无法实现不同VLAN在多条Trunk链路上的负
h3c,se,生成树协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除h3c,se,生成树协议篇一：生成树配置命令1）开启生成树协议并指定协议的类型：s(config)#spanning-trees(config)#spanning-treemode{stp|rstp}2）配置交换机的优先级，选择根交换机：s(config)#spanning-treepriority（4096的倍数）3）配置交换机端口的优先级：s(config)#intfa0/port-priority（16的倍数）4）配置交换机端口路径开销：s(config)#intfa0/cost （开销花费1～200000000）实验步骤：步骤1.交换机2126-1的基本配置s2126-1#configureterminals2126-1(config)#vlan10s2126-1(config-valn)#nameoffice1s2126-1(config-valn)#ends2126-1#showvlans2126-1(config)#interfacefastethernet0/3s2126-1(con fig-if)#switchportaccessvlan10s2126-1(config-if)#ex itfa-ids(config-if)#fa-ids(config-if)#spanning-treespanning-treecosts2126-1#showvlanid10s2126-1#conts2126-1(config)#interfacerangefastethernet0/1-2s212 6-1(config-if-range)#switchmodetrunks2126-1(config-if-range)#end步骤2.交换机2126-2上的配置。
s2126-2#configureterminals2126-2(config)#vlan10s2126-2(config-valn)#nameoffice1s2126-2(config-valn )#ends2126-2#showvlans2126-2(config)#interfacefastethernet0/3s2126-2(con fig-if)#switchportaccessvlan10s2126-2(config-if)#ex its2126-2#showvlanid10s2126-2#conts2126-2(config)#interfacerangefastethernet0/1-2s212 6-2(config-if-range)#switchmodetrunks2126-2(config-if-range)#end步骤3.在2126-1上配置快速生成树协议。
h3c stp原理
h3c stp原理
H3C STP（Spanning Tree Protocol）是一种用于构建冗余网络
的协议，它的原理是通过防止网络中的环路，确保数据包在网络中
不会无限循环。
STP通过选择一条主干路径，将其他冗余路径阻塞，从而确保网络中的数据包只能按照一条路径传输，避免了网络中的
环路。
STP的原理主要包括以下几个方面：
1. 选择根桥，在STP网络中，所有的交换机会进行选举，选择
出一台作为根桥（Root Bridge），所有的数据传输都是从根桥开始的。
选择根桥的依据是交换机的优先级和MAC地址，优先级较低的
交换机会成为根桥，如果优先级相同，则比较MAC地址。
2. 计算最短路径，一旦根桥选举完成，每台交换机都会计算到
根桥的最短路径，这样就形成了一棵树状的拓扑结构，确保数据包
只能按照最短路径传输，避免了环路。
3. 阻塞冗余路径，除了最短路径以外的其他路径都会被阻塞，
这样可以确保数据包只会按照一条路径传输，避免了网络中的环路，
提高了网络的稳定性和可靠性。
总的来说，H3C STP的原理是通过选举根桥、计算最短路径和阻塞冗余路径来构建一棵树状的拓扑结构，从而确保网络中没有环路，避免数据包的无限循环，提高网络的稳定性和可靠性。
这种原理在构建大型企业网络中起着至关重要的作用，保证了网络的正常运行和数据的安全传输。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
RP
SWC
目录
生成树背景 STP
RSTP
MSTP 生成树协议的配臵
RSTP
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol， 快速生成树协议）是STP协议的优化版 RSTP具备STP的所有功能 RSTP可以实现快速收敛
在某些情况下，端口进入转发状态的延时大大缩 短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的 时间。
SWB BID=8192.MAC B
VLAN1~VLAN100 VLAN1~VLAN50
VLAN51~VLAN100 VLAN1~VLAN100
SWC BID=32768.MAC C
均阻塞此链路
VLAN51~VLAN100 链路中断，无法通信
SWC BID=32768.MAC C
19
RSTP的改进
STP行为 端口被选 为根端口 默认情况下，2倍的 Forwarding Delay的 时间延迟。 RSTP行为 存在阻塞的备份根端口情况下， 仅有数毫秒延迟。
端口被选 为指定端 口
默认情况下，2倍的 Forwarding Delay的 在指定端口是边缘端口的情况下， 时间延迟。 指定端口可以直接进入转发状态， 没有延迟。
SWD
在根路径开销相同时，所连网段指定桥ID最小的端口为根端口 在根路径开销相同时，桥ID最小的桥被选举为物理段上的指定桥， 连接指定桥的端口为指定端口
通过端口ID决定端口角色
SWA BridgeID: 0.0000-0000-0001 Root G0/1 Cost=10 G0/2 Cost=10
路径回环的影响
PCA
1
物理段 A 1 1 1
SWA 3 2
SWB 3 2
SWC 3 2 物理段 B
PCB
STP的作用
物理段 B
ROOT
物理段 A
物理段 C
物理段 D
物理段 E
通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径 回环 当前路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络 连通性
DP Cost=10
RP
根桥上的所有端口为指定端口（ Designated Port ） 在非根桥上选举根路径开销（ RootPathCost）最小的端口为根 端口（Root Port） 每个物理段选出根路径开销最小的桥作为指定桥（ Designated Bridge），连接指定桥的端口为指定端口 不是根端口和指定端口的其余端口被STP臵为阻塞状态
SWA
根桥 D
E0/1
Physical Segment
R
RP
E0/1
A
E0/2
AP
SWB
SWB
在根路径开销、指定桥ID都相同的情况下，所连指定端口ID小的 端口为根端口
端口状态
端口角色 端口状态 Disabled Blocking Listening Learning 端口行为
在指定端口是非边缘端口的情况 下，延迟取决因素较多。
RSTP的端口状态
RSTP将端口状态缩减为三个
Discarding Learning Forwarding
STP端口状态 RSTP端口状态 Disabled Blocking Listening Learning Forwarding
是否发送 BPDU 否 否 是 是 是
是否进行 MAC地址学 习 否 否 否 是 是
是否 收发数据 否 否 否 否 是
21
Discarding Discarding Discarding Learning Forwarding
RSTP的端口角色
RSTP将端口角色增加到四个
根端口
STP配臵示例
核心
SWA
[SWA]stp enable [SWA]stp priority 0
SWB
[SWB]stp enable [SWB]stp priority 4096
实例1阻塞
实例2: VLAN51~VLAN100阻塞 实例1:VLAN1~VLAN50转发
SWC BID=32768.MAC C
实例2阻塞
27
MST域
MST域（MST Region）：拥有相同MST配臵标识的 网桥构成的集合
域名 修订级别 VLAN映射关系
Region 1
生成树协议
ISSUE 1.0
日期：
杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解STP产生的背景 掌握STP基本工作原理 掌握RSTP和MSTP基本原理
掌握生成树协议的配臵
目录
生成树背景 STP
RSTP
MSTP 生成树协议的配臵
28
三种生成树协议特性的比较
特性列表 解决环路故障并实 现冗余备份 STP Y RSTP Y MSTP Y
快速收敛
形成多棵生成树实 现负载分担
N
N
Y
N
Y
Y
MSTP具有RSTP的快速收敛，同时又具有 负载分担机制 MSTP兼容STP和RSTP
三种生成树协议的端口状态对比
25
MSTP
MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生 成树协议） 将多个VLAN捆绑到一个实例，每个实例生成独立的 生成树 在多条Trunk链路上实现VLAN级负载分担
SWA Server
实例A: VLAN1~10
实例B: VLAN11~20
PCA VLAN 10
各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根 桥（Root Bridge）的配臵消息，向外发送自 己的配臵消息 网络收敛后，根桥向外发送配臵BPDU，其他 的设备对该配臵BPDU进行转发
根桥的选举
SWA BridgeID: 0.0000-0000-0000
SWB BridgeID: 16.0000-0000-0001
SWA Server
所有VLAN均 在此阻塞
PCA VLAN 10
SWB
SWC
PCB VLAN 20
STP/RSTP的局限
所有VLAN共享一颗生成树 无法实现不同VLAN在多条Trunk链路上的负 载分担
SWA BID=0.MAC A SWA BID=0.MAC A
SWB BID=8192.MAC B
未启用STP 功能的端口
非指定端口 或根端口 --指定端口或 根端口
不收发BPDU报文，接收或 转发数据
接收但不发送BPDU，不接 收或转发数据 接收并发送BPDU，不接收 或转发数据 接收并发送BPDU，不接收 或转发数据 接收并发送BPDU，接收并 转发数据
Forwarding
指定端口 Alternate端口 Backup端口
SWA 根桥 DP DP
RP SWB DP DP
Alternate端口 Backup端口
RP SWC
LAN
22
目录
生成树背景 STP
RSTP
MSTP 生成树协议的配臵
STP、RSTP的问题
Trunk链路上实际上运行着多个VLAN 所有VLAN共用一棵生成树 无法实现不同VLAN在多条Trunk链路上的负 载分担
RSTP
RSTP是从STP发展而来，实现的基本思 想一致
RSTP具备STP的所有功能，可以兼容 STP运行
RSTP和STP有所不同
减少了端口状态 增加了端口角色 BPDU格式及发送方式不同 当交换网络拓扑结构发生变化时，
快地恢复网络的连通性
RSTP可以更
目录
生成树背景 STP
RSTP
MSTP 生成树协议的配臵
生成树协议
STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是用于 在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。 通过在桥之间交换BPDU（Bridge Protocol Data Unit， 桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过 程。
Region 1: VLAN mapping: VLAN 2 to Instance 2 VLAN 4 to Instance 4
Region 2: VLAN mapping: VLAN 4 to Instance 4 VLAN 5 to Instance 5
STP/RSTP交换机
Region 2
端口状态迁移
端口被选为指定端口或根端口后，需要从Blocking状态经 Listening和Learning才能到Forwarding状态 默认的Forwarding Delay时间是15秒
Blocking
Listening
Forwarding Delay时间
Learning
Forwarding Delay时间
RSTP/MSTP
目录
生成树背景 STP
RSTP
MSTP 生成树协议的配臵
STP基本配臵
开启设备STP特性
[Switch] stp enable
关闭端口的STP特性
[Switch-Ethernet1/0/1] stp disable
配臵STP的工作模式
[Switch] stp mode { stp | rstp | mstp }
SWC BridgeID: 0.0000-0000-0002
桥ID由桥优先级（BridgePriority）和桥MAC地 址（BridgeMacAddress）组成 桥ID小的桥被选举为根桥