《STP原理与配置》课件

原理与配置STP本课程介绍（生成树协议）的基本原理和配置方法STP是网络中常用的协议，用于防止环路和广播风暴的发生STP课程介绍概述课程内容STP是的缩写，生成树协议该协议用于的工作原理和配置STP Spanning Tree Protocol•STP防止网络环路带来的数据包无限循环问题•STP的各种扩展协议•STP的优化和故障排查•STP的安全问题和防范的作用与工作原理STP防止网络环路优化网络性能增强网络安全性能够检测并阻止网络中的环路，避免广可以提高网络效率，降低网络延迟，确有助于防止网络攻击，提高网络稳定STP STP STP播风暴保数据传输的可靠性性基本概念STP环路生成树协议当网络中存在环路时，数据包会不断地在环路中循环传播，导致网生成树协议（SpanningTree Protocol，STP）是一种网络协议，用络性能下降，甚至造成网络瘫痪于检测和消除网络中的环路阻塞端口根桥通过选择一个端口作为阻塞端口，阻止数据包通过该端口传会选举一个交换机作为根桥，其他交换机都以根桥为中心，构STP STP播，从而消除环路建一个无环的网络拓扑结构生成树协议协议的工作机制STP STP是一个用于防止网络环路形成的协通过在网络中选举一个根桥，并根据根桥的距离来确定每个STP SpanningTreeProtocolSTP议交换机端口的角色通过阻止网络中冗余的连接，来保证网络的稳定性和可靠可以确保网络中只有一个路径连接到根桥，从而避免环路的STPSTP性形成生成树算法根桥选举1选择网络中优先级最高的交换机作为根桥根端口选择2每个交换机选择连接到根桥的端口作为根端口指定端口选择3每个交换机选择每个内成本最低的端口作为指定端口VLAN阻塞端口选择4除了根端口和指定端口之外的端口被设置为阻塞端口生成树算法通过计算交换机端口的成本和优先级，来确定网络中每个的最佳拓扑结构VLAN当网络发生变化时，生成树算法会重新计算端口的成本和优先级，并动态调整网络拓扑结构，以确保网络的稳定性交换机端口状态阻塞状态监听状态12阻塞状态的端口不转发任何数监听状态的端口监听网络流据，处于监听状态，不会学习量，学习MAC地址信息，但不MAC地址转发数据学习状态转发状态34学习状态的端口能够学习转发状态的端口可以学习MAC MAC地址信息，并转发数据，但只地址信息，并转发数据到网络转发到该端口中生成树端口角色根端口指定端口阻塞端口备份端口根端口是连接到根桥的端口，指定端口负责将数据流量转发阻塞端口处于封锁状态，不转备份端口是备用端口，如果指数据流量将从根端口流向其他到其他交换机端口发数据流量，防止循环定端口出现故障，备份端口将端口接管其功能报文格式BPDU（）是协议中用于交换机之间BPDU BridgeProtocol DataUnit STP传递信息的报文报文包含版本号、优先级、地址、端口角色、端口状态、最MAC大年龄等信息交换机通过分析来进行生成树计算，确保网络中只有一个根BPDU桥，并确定各个端口的角色和状态生成树计算过程根桥选举1选举网络中优先级最高的交换机作为根桥根端口选择2每个交换机选择到根桥的最佳路径，并将其端口设置为根端口指定端口选择3每个交换机选择到根桥的最优路径，并将其端口设置为指定端口阻塞端口选择4所有非根端口和非指定端口均设置为阻塞端口生成树算法通过报文传递信息，每个交换机通过计算和比较信息，确定自己与其他交换机的关系BPDU BPDU根桥选举与根端口选择根桥选举网络中，各交换机互相发送，以选举一个根桥STP BPDU桥最小的交换机成为根桥，优先级值越小优先级越高ID根端口选择每个非根桥上，连接到根桥的端口被称为根端口根端口选择路径成本最小的端口，路径成本由端口到根桥的距离决定根端口选择根端口选择路径成本最小的端口，路径成本由端口到根桥的距离决定路径成本最低的端口被选为根端口，负责将转发到根桥BPDU指定端口的选择端口类型1指定端口是指连接到网络中其他交换机或网络设备的端口路径成本2交换机在选择指定端口时，会优先选择路径成本低的端口优先级3如果多个端口的路径成本相同，则会选择优先级高的端口阻塞端口的选择计算STP1根据桥和路径成本ID端口状态2处于阻塞状态流量控制3阻止数据帧通过阻塞端口是算法中重要的组成部分它通过阻止数据帧通过，避免环路形成，保证网络稳定性STP的配置STP全局配置端口配置12配置生成树协议，定义全局参数，例如启用/禁用生成树功配置生成树端口状态，例如将端口设置为阻塞、监听或转发能状态配置优化配置3VLAN4配置生成树协议的相关参数，例如配置协议配置生成树优化功能，例如和VLAN PVST+UplinkFast BackboneFast与生成树VLAN隔离作用于VLAN STP VLAN将网络划分为多个逻辑组，在每个内独立运行，确VLAN STP VLAN防止不同组间通信，增强安全保VLAN内无环路，提高网络稳定性性配置简化配置可针对每个进行，灵活控制各个的环路消除策略STPVLAN VLAN每生成树VLANVLAN STP每个是一个独立的广播域划分可以提高网络安全性并在每个内独立运行，防止环路，确保网络正常运行VLANVLANSTPVLAN隔离广播风暴协议PVST+简介优势PVST+PVST+是公司提出的基于的生可以有效地避免不同之间的PVST+Cisco VLANPVST+VLAN成树协议，它允许每个VLAN拥有独立的生成树冲突，提高网络的稳定性和可靠生成树实例，并可以配置不同的生成树参性数它允许管理员针对不同的配置不同VLANPVST+通过VLAN标识来区分不同VLAN的的生成树参数，例如优先级、成本、时间生成树实例，每个VLAN都有一个独立的参数，从而更好地控制网络流量的流动根桥选举过程，以及独立的端口状态和角色配置PVST+配置命令配置端口配置VLAN使用spanning-tree modepvst+命令启用使用spanning-tree vlan命令配置每个配置每个端口的优先级、成本和状态，以影PVST+VLAN的生成树响生成树计算协议RPVST+多生成树优化拓扑安全性VLAN在每个VLAN上独立运行生成树算法，相互在多个VLAN上运行相同的生成树算法，避降低攻击者利用生成树协议进行攻击的可能独立免重复路径性配置RPVST+启用配置全局参数

11.RPVST+

22.在每个交换机上启用RPVST+设置生成树的优先级、最大年功能，并设置VLAN信息龄、发送时间间隔等参数配置端口角色配置端口优先级

33.

44.根据网络拓扑结构，将不同的设置每个端口的优先级，用于端口配置为根端口、指定端口在选择指定端口和阻塞端口时或阻塞端口进行判断生成树优化配置快速收敛端口成本优化生成树优先级生成树超时时间UplinkFast和BackboneFast通过调整端口成本，影响生成通过配置生成树优先级，影响调整生成树的超时时间，可以可缩短网络收敛时间，提高网树计算，从而优化网络拓扑结根桥的选举，实现网络的高可提高网络的稳定性和收敛速络的稳定性构用性度UplinkFast减少了连接到主干例如，将高带宽链路的端口成例如，将核心交换机的优先级例如，减少超时时间可以加快链路的延迟，BackboneFast本设置为更低，提升网络性设置为最高，确保其成为根网络恢复速度，但可能造成网则加速了备份链路的启用能桥络震荡生成树故障排查端口状态异常环路现象端口状态为阻塞，无法转发数网络出现环路，数据包在环路中据检查配置是否正确，端口连不断循环检查网络拓扑结构，接线是否正常，以及交换机硬件确保网络中没有环路故障报文问题性能下降BPDU报文丢失或异常，会导致生网络性能下降，延迟增加检查BPDU成树算法无法正常工作检查交交换机配置，确保生成树配置合换机配置，确保报文能够正理，避免不必要的端口阻塞BPDU常收发生成树扩展-UplinkFast快速上行端口快速恢复当网络中出现链路故障时，功能可以快速检测到新的上当网络中出现链路故障时，功能可以快速检测到新的上UplinkFast UplinkFast行链路，并将其快速转换为转发状态，以减少网络的停机时间行链路，并将其快速转换为转发状态，以减少网络的停机时间生成树扩展-BackboneFast快速收敛链路类型通过快速检测和专注于识别和优BackboneFast BackboneFast恢复网络故障，加速网络恢复化骨干网络连接，提升网络可靠性和稳定性BPDU通过优化消息传递机制，加快网络收敛速度BackboneFast BPDU协议MSTP概述多生成树实例配置灵活性复杂网络应用MSTP是一种更强大的生成树协可以创建多个独立的生成允许管理员对每个生成树特别适合于大型、复杂的MSTP MSTP MSTP MSTP议，它可以支持多个生成树实树实例，每个实例对应一个实例进行配置，例如设置优先网络环境，例如数据中心和企例，并提供更精细的控制和管VLAN或一组VLAN级、成本和路径选择规则业网络理配置MSTPMSTP配置步骤实例配置•配置MSTP全局参数在每个交换机上配置MSTP实例，并为每个实例分配唯一的实例ID•配置MSTP区域•配置MSTP实例•配置MSTP接口故障排查MSTP配置错误网络拓扑变化STP检查配置，确保配置正拓扑变化可能导致无法正MSTP MSTP确，例如VLAN配置、区域配常工作，例如连接断开、设备故置、优先级配置、端口角色配置障、链路状态变化等等环路报文问题BPDU网络中存在环路，导致无报文丢失或被阻塞，导致MSTP BPDU法正常收敛，可以使用命令无法正常工作，使用STPMSTP查看阻塞端口debug命令查看BPDU报文安全隐患与防范STP循环网络协议可能无法完全防止网络循环，需要谨慎配置以避免潜在的安全问题STP安全漏洞攻击者可能利用协议的弱点，例如欺骗或攻击，进行恶意攻击STP BPDU网络流量会引入额外流量，导致网络性能下降，影响关键业务的运行STP实验拓扑环境STP为了更直观地展示生成树协议的工作原理和配置方法，我们设计了一个STP实验拓扑环境这个实验环境包括多个交换机和连接它们的网络设备，模拟实际网络中的常见场景，方便实验者进行各种配置测试和故障排查实验任务与要求实验环境实验目标实验内容实验要求搭建STP拓扑环境，完成实验验证STP协议的功能配置不同网络设备，完成STP独立完成实验步骤，并记录实任务相关实验验结果了解协议的配置流程STP熟悉STP协议，并完成相关配使用工具观察STP状态，记分析实验现象，得出结论置录实验结果实验步骤与验证配置交换机1按照实验拓扑图连接交换机，并根据实验要求配置参数，STP例如启用、配置端口角色、设置端口优先级等STP测试验证2通过查看交换机端口状态、查看报文、测试网络连通性等BPDU方式验证是否生效，并分析实验结果STP故障模拟3模拟网络故障，例如断开链路或修改端口配置，观察协议STP的动态调整过程，并分析故障处理方法课程总结协议是网络中避免环路的重要机制，保证网络稳定性STP学习原理、配置和故障排查，掌握网络安全防护STP。