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生成树协议STPHC实验报告PPT学习教案.pptx

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文档介绍:会计学
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生成树协议STPHC实验报告

实验目的
掌握STP的原理,生成树收敛的过程,掌握RSTP与MSTP的作用与原理。

实验环境
H3C 3100系列交换机3台、网线若干。

实验内容
一、STP的基本概念
1.广播风暴
在二层交换网络中,环路会引起广播风暴。
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在实际应用中,为了实现设备之间的冗余配置,往往需要对网络中的关键设备和关键链路进行备份。因此,想要保证网络上不存在物理环路是不现实的。
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2、生成树协议概述
STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)是根据IEEE协会制定的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报文发现网络中的环路,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,避免主机由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。
3、STP工作原理
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 。STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。
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(1)根网桥(Root Bridge):桥ID最小的网桥。
(2)根端口(Root Port):到达根桥的路径是该端口所在网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,一是确定根桥,二是计算到根桥的最小距离,三是确定网桥各个端口的角色。
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在STP协议中有5种端口态:
Disabled:不收发任何报文
Blocking:不接收或转发数据,接收但不发送BPDU,不进行地址学习
Listening:不接收或转发数据,接受并发送BPDU,不进行地址学习
Learning:不接收或转发数据,接受并发送BPDU,开始地址学习
Forwarding:接收并转发数据,接收并发送BPDU,进行地址学习。
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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。
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三、MSTP多生成协议
RSTP和STP还存在一个共同的不足,就是两种协议都是单生成树协议,不能形成基于VLAN的多生成树协议,所有VLAN只能沿另一条物理链路上行,不能实现基于VLAN的负载分担。多生成树协议解决了这个问题,它能够针对不同的VLAN群组生成互不相干的生成树。
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MSTP的特点如下:
MSTP设置VLAN映射表(即VLAN和生成树的对应关系表),把VLAN和生成树联系起来。通过增加“实例”(将多个VLAN整合到一个集合中)这个概念,将多个VLAN捆绑到一个实例中,以节省通信开销和资源占用率。
MSTP把一个交换网络划分成多个域,每个域内形成多棵生成树,生成树之间彼此独立
MSTP兼容STP和RSTP。
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MSTP协议的基本概念
总根(CIST Root):由全网络中的所有交换机竞选出的优先级别最高的交换机。
域根(Region Root):在一个域内拥有相同域配置的MSTP交换机为某一多生成树实例竞选出的优先级别最高的交换机成为该生成树实例的域根。
MSTI多生成树实例:在一个域内与一个或一组VLAN对应的一棵生成树。
IS

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