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  • 思科交换机生成树协议配置案例
    2021-08-05 08:46:41

    生成树协议

    生成树协议分为两部分来进行设置,包括基于主机的生成树协议设置和基于端口的生成树设置。

    基于端口的生成树配置命令

    用户执行该命令设置指定端口的stp 属性。

    使能基于端口的生成树协议命令

    【命令格式】set port [portlist|all] spanning-tree enable

    【使用指南】该命令用于使能基于端口的生成树协议。参数为交换机物理端口列表,输入的形式可以是“1-2”或者“1,2,4-6”,如果要设置全部的物理

    端口可以使用“all”参数项。

    【举例】

    switch#set port 1-10 spanning-tree enable

    successfully enable ports' stp protocol.

    禁止基于端口的生成树协议命令

    【命令格式】set port [portlist|all] spanning-tree disable

    【使用指南】该命令用于禁止基于端口的生成树协议。参数为交换机物理端口列表,输入的形式可以是“1-2”或者“1,2,4-6”,如果要设置全部的物理

    端口可以使用“all”参数项。

    【举例】

    switch#set port 1-10 spanning-tree disable

    successfully forbidden ports' stp protocol.

    switch#

    设定端口路径花销命令

    用户执行该命令设置该端口stp 的端口路径开销。

    【命令格式】1. set port [portlist|all] spanning-tree cost

    [1-65535]

    2. no set port [portlist|all] spanning-tree cost

    【使用指南】命令1 设置端口stp 的端口路径开销,命令2 恢复它的缺省值。默认情况下,每个1000mbps

    网段有一个指定的路径开销值为4, 100mbps 网段的路径开销为19, 10mbps网段的路径开销值为100。

    【参数说明】[portlist|all]为交换机物理端口列表,输入的形式可以是“1-2”或者“1,2,4-6”,如果要设置全部的物理端口可以使用

    “all”参数项。[1-65535]表示端口路径开销的数值。

    【举例】

    switch#set port 1-10 spanning-tree cost 100

    successfully set ports' stp cost.

    switch#

    可以用show spanning-tree interface 命令显示设置的结果。

    可以用下面的命令取消设置的结果。

    switch#no set port 1-10 spanning-tree cost

    successfullly set port path cost to default.

    switch#

    下面是取消后显示的结果:

    switch#show spanning-tree ethernet

    设定端口stp 优先级命令

    用户执行该命令设置指定端口的stp 优先级。

    【命令格式】1. set port [portlist|all] spanning-tree port-priority

    [0-255]

    2. no set port [portlist|all] spanning-tree port-priority

    【使用指南】命令2 恢复它的缺省值。端口优先权可设置为从0 到255

    中的一个数值。较小的数值表示端口有较大的可能性被选作为根端口。

    【参数说明】[portlist|all]为交换机物理端口列表,输入的形式可以是“1-2”或者“1,2,4-6”,如果要设置全部的物理端口可以使用

    “all”参数项。[0-255]表示端口生成树优先级数值大小。

    【举例】

    switch#set port 1-3 spanning-tree port-priority 10

    successfully set ports' stp priority.

    switch#

    可以使用show spanning-tree interface 命令显示设置的结果。

    switch#show spanning-tree ethernet

    对于上面的设置结果,可以用no 命令取消。

    switch#no set port 1-3 spanning-tree port-priority

    successfully set port priority to default.

    switch#

    可以看到进行取消操作后的结果:

    switch#show spanning-tree etherne

    基本stp 设置命令

    对于stp 的基本设置包括:

    1 使能或者关闭stp

    2 配置指定的stp 参数

    使能stp

    【命令格式】spanning-tree enable

    【使用指南】该命令用于使能stp,无参数。思科学习视频资料下载中心

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree enable

    successfully enable spanning tree protocol.

    switch(config)#

    禁止stp

    【命令格式】spanning-tree disable

    【使用指南】从系统全局禁止stp 协议运行,无参数。思科路由器配置

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree disable

    successfully disable spanning tree protocol.

    switch(config)#

    设置forward-time 命令

    用户执行该命令用于设置stp 的转发时间。

    【命令格式】1. spanning-tree forward-time []

    2. no spanning-tree forward-time

    【使用指南】该命令1 能设置成4 到30

    秒中的一个值。在从阻塞状态转换到转发状态时,这是任何交换机端口在侦听情况下所花费的时间。命令2 恢复forward time

    的缺省值,缺省值为15s。思科路由器交换机

    【参数说明】[400-3000]为转发延迟大小,单位为1/100 秒。

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree forward-time 2400

    successfully set forward delay time.

    switch(config)#

    switch(config)# no spanning-tree forward-time

    successfully set forward delay time to default.

    switch(config)#

    设置hello-time 命令

    设置当本交换机被选为根桥时发送bpdu 的时间间隔。

    【命令格式】1. spanning-tree hello-time [100-1000]

    2. no spanning-tree hello-time

    【使用指南】hello time 能被设置为从1 到10 秒中的一个值。这是根网桥发送两个通知其它交换机它是根网桥的bpdu

    包的发送时间间隔。命令2 恢复hello time 的缺省值,缺省值为is。

    【参数说明】[100-1000]为呼叫时间大小,单位为1/100 秒。

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree hello-time 500

    successfully set hello time.

    switch(config)#

    switch(config)#no spanning-tree hello-time思科路由器交换机模拟软件

    successfully set hello time to default.

    switch(config)#

    设置报max-age 命令

    设置bpdu 报文老化的最长时间间隔,收到超过这个时间的bpdu 报文,就直接丢弃。

    【命令格式】1. spanning-tree max-age [600-4000]

    2. no spanning-tree max-age

    【使用指南】max. age 能被设置为从6 到40 秒中的一个值。在max. age

    结束时,如果仍没有从根网桥接收到一个bpdu,你的交换机将开始发送它自己的bpdu 给其它所有交换机来确定成为根网桥。命令2

    恢复max age 的缺省值,缺省值为20s。

    设置stp max age。

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree max-age 3000

    successfully set max age.

    switch(config)#

    switch(config)#no spanning-tree max-age

    sucessfully set max age to default.

    switch(config)#

    设置priority 命令

    用户执行该命令用于设置本交换机的优先级。

    【命令格式】1. spanning-tree priority [0-65535]

    2. no spanning-tree priority

    【使用指南】命令1 为交换机设定的priority,能设置成0 到65535 中的一个数值。命令2恢复stp priority

    的缺省值,缺省值为32768。

    【参数说明】优先级数值。

    【举例】

    switch(config)#spanning-tree priority 4000

    successfully set priority.

    switch(config)#

    switch(config)# no spanning-tree priority

    successfully set priority to default.

    switch(config)#

    可以使用show spanning-tree protocol 命令显示设置的结果。

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    当有环路存在时,广播的发送会引起全网的广播风暴,而生成树协议就是解决二层广播风暴的重要手段,另外我们会阻塞一些端口,打破环路生成条件,当链路出现问题时,这些被阻塞的端口可以过渡到转发状态,实现链路的...

    目录

    前言

    1、STP的概述

       1.1、冗余链路存在的问题

       1.2、STP的简介

    2、BPDU的概述

        2.1、BPDU的功能

        2.2、BPDU的类型

        2.3、设置根网桥的方法

        2.4、端口角色及状态

       2.5、端口选取规则

    3、MSTP的概述

    4、MSTP的配置实例


    前言

    当有环路存在时,广播的发送会引起全网的广播风暴,而生成树协议就是解决二层广播风暴的重要手段,另外我们会阻塞一些端口,打破环路生成条件,当链路出现问题时,这些被阻塞的端口可以过渡到转发状态,实现链路的备份作用。

    1、STP的概述

       1.1、冗余链路存在的问题

    冗余链路中常常会出现的问题有广播风暴、多帧复制和MAC地址表紊乱。

    广播风暴:在交换机中互相转发广播,从而在网络中形成了环路。而广播也将以指数级增加,最终形成广播风暴,导致网络瘫痪。

    多帧复制:也称重复帧传送,指单播的数据帧被多次复制传送到接收端。

    MAC地址表紊乱:交换机重复从不同端口学习到相同的MAC地址,影响数据包的转发。

       1.2、STP的简介

    STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)就是把原本的环形结构换成树形结构,从而防止网络风暴的产生。

    STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的,BPDU是直接封装在以太网帧中的。

    2、BPDU的概述

    STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的,BPDU是直接封装在以太网帧中的。

    对于参与STP的所有SW,他们都通过数据消息的交换来获取网络中其他SW的消息,这种消息就

    被称为BPDU。

        2.1、BPDU的功能

    1、选举根桥

    2、确定冗余路径的位置

    3、通过阻塞特定端口来避免环路

    4、通告网络的拓扑变更

    5、监控生成树的状态二

        2.2、BPDU的类型

    配置BPDU——通常由根网桥以周期性间隔发出,包括了STP参数,用于进行各种选举。

    拓扑变更通告BPDU——这种BPDU是当交换机检测到拓扑发生变更时所产生。也称TCN (Topology Change Notification) BPDU。

        2.3、设置根网桥的方法

    1、修改网桥优先级命令

    [SW1]stp priority 0 (数值需要设定为4096的倍数)

    2、设置此网桥为根网桥

    [SW1]stp root primary (优先级将变为0)

    查看谁是根网桥的命令: display stp

        2.4、端口角色及状态

    端口角色:

    RP:根端口。每个非根网桥上有且只有一个,选举到达根网桥上路径开销值最小的成为根端口。

    DP:指定端口。根网桥上每个端口都是指定端口,非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口。

    AP:预备端口。该接口状态为blocking状态, 只收BPDU,不发BPDU。

    端口状态描述:

    Disabled(禁用状态):不转发送数据帧,不学习MAC地址表,不参与生成树计算。

    Blocking (阻塞状态) :不转发数据帧,不学习MAC地址表,接收并处理BPDU,不发送BPDU。

    Listening (侦听状态) :不转发数据帧,不学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU

    Learning (学习状态) :不转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU

    Forwarding (转发状态) :转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU

    我们要知道端口由Blocking过渡到Forwarding有50S延时, Blocking到Listening有20S老化时间,Listening到Learning有15S过渡时间,Learning到Forwarding有15S过渡时间。

       2.5、端口选取规则

    1、最小路径花销

    2、最小发送方BID

    3、端口优先级+发送方端口号

    选取根交换机的规则:网桥优先级+最小MAC地址

    3、MSTP的概述

    多实例生成树,让指定的一个VLAN或者多个VLAN生成一棵树,实现链路负载均衡。

    4、MSTP的配置实例

    AR1的配置命令:

    LSW1的配置命令: 

    LSW2的配置命令: 

    LSW3的配置命令: 

    PC1:

    PC2:

    测试:

    PC1:

    PC2:

     

    展开全文
  • 生成树协议(STP)在计算机网络中的应用.pdf
  • 生成树协议

    2013-10-12 09:37:01
    生成树简介,对于网络初学者有很大的指导意义。
  • 目录STP生成树协议交换网络环路的产生STP简介工作原理 STP生成树协议 交换网络环路的产生 广播风暴的形成 多帧复制 MAC地址表紊乱 STP简介 逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生 当线路故障,阻塞接口被激活,恢复...

    STP生成树协议

    交换网络环路的产生

    • 广播风暴的形成
    • 多帧复制
    • MAC地址表紊乱

    STP简介

    • 逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生
    • 当线路故障,阻塞接口被激活,恢复通信,起到备份线路的作用

    工作原理

    生成树算法及验证

    1)生成树算法分为3个步骤

    • 选择根网桥(交换机)
    • 选择根端口
    • 选择指定端口

    网桥ID(BID)网桥ID是唯一的。选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥。
    优先级值越小越优先(取值范围:0-65535,缺省值:32768),优先级相同比较MAC选小的。
    在这里插入图片描述
    选择根端口:到根网桥最低的根路径成本;直连的网桥ID最小;端口ID最小。
    路径成本就是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和。

    带宽路径成本
    10100
    10019
    10004

    根网桥的端口都不是根端口而是指定端口。

    BPDU(桥协议数据单元)

    BPDU:
    是传输载体,用来交换机之间交换网桥ID、根路径成本等信息。

    BPDU类型:
    配置BPDU:用于生成树计算
    拓扑变更通告:用于通告网络拓扑的变化

    BPDU报文字段:根网桥ID+跟路径成本+发送网桥ID+端口ID

    STP的收敛

    状态用途进入下一过程所需时间
    转发(Forwarding)发送/接收用户数据(进入稳定状态)
    学习(Learning)构建网桥表(学习MAC地址)15S后进入转发阶段
    侦听(Listening)构建“活动”拓扑(互相发送网桥ID)15S进入学习阶段
    阻塞(Blocking)只接收BPDU20S后进入侦听阶段
    禁用(Disabled)强制关闭

    刚开机时禁用状态,之后进入阻塞状态,只接受BPDU,正常环境下,一般不会同时打开所有交换机,第一台开的过一定时间接收不到BPDU就会进入侦听状态,构建活动拓扑表示这时它不但会接收BPDU还具有转发BPDU的功能,之后就进入学习状态,会构建网桥表,就是MAC地址表,也会进行转发和接收BPDU,之后进入转发状态,会接收转发用户数据,也会进行转发和接收BPDU,如果网络链路发生故障,它会解开相应的阻塞端口,恢复通信。

    MSTP多生成树协议华为命令

    [SW1]stp mode mstp
    将交换机配置成MSTP模式,MSTP兼 容STP/RSTP。

    [SW1]stp region-configuration
    进入MSTP域视图MSTP配置模式

    [ SW1-mst-region] region-name huawe 1
    配置MSTP域的域名为huawei1,缺省为交换设备主控板上管理网口的MAC地址。

    [ SW1- -mst- -region] revision-level 1
    配置MSTP域的MSTP修订级别的1,缺省情况下MSTP域的MSTP修订级别0,需要将各设备的MSTP修订级别修改为一致

    配置多生成树实例和VLAN的映射关系,同一vlan的数据只能对应一个实例,而一个实例可以对应多个vlan(instance1vlan2to10)

    [ SW1 -mst-region] instance 1 vlan 10
    将vlan 10加入实例1中

    [ SW1-mst-region] instance 2 vlan 20
    将vlan 20加入实例2中

    [ SW1 -mst-region] check region-configuration
    查看MSTP域配置参数

    [ SW1 -mst-region] active region-configuration
    激活MSTP域的配置(必须配置)

    [ SW1-mst-region]quit
    退出配置模式

    [SW1]stp instance 1 root primary
    配置此交换机实例1的主根桥

    [SW1]stp instance 2 root secondary
    配置此交换机为实例2的备份根桥

    [SW2]stp mode mstp
    [SW2]stp region-configuration

    [ SW2 -mst- region] region-name huawei1
    [ SW2 -mst- region] revision-level 1

    [ SW2-mst-region] instance 1 vlan 10
    [ SW2-mst-region]instance 2 vlan 20

    [SW2- mst- reg1on] active reg1on- configuration
    [ SW2 -mst- region] quit

    [SW2]stp instance 1 root secondary
    配置sw1交换机为实例1的备份根桥

    [SW2]stp instance 2 root primary
    配置sw2交换机为实例2的主根桥

    [SW3]stp mode mstp
    [SW3]stp region-conf iguration

    [ SW3-mst- region] region-name huawei 1
    [SW3-mst-region]revision-level 1

    [ SW3-mst-region] instance 1 vlan 10
    [SW3-mst - region] instance 2 vlan 20

    [SW3 -mst- region]active region-configuration

    在所有交换机上启用MSTP
    [SW1]stp enable
    [SW2]stp enable
    [SW3] stp enable

    [SW3]dis stp brief

    查看STP接口角色及状态信息

    --------修改交换机优先级值-------

    [SW1] stp priority 0
    数值要为4096的倍数

    [SW1]stp root primary
    优先级变为0

    [SW1]dis stp
    查看stp信息,可以确定哪个是根网桥

    展开全文
  • STP生成树协议详解

    千次阅读 2021-04-25 10:23:53
    STP1.1 背景1.2 STP(生成树协议)802.1d1.2.1 生成树形结构的过程1.2.1.1 生成树树形结构形成过程:1.2.1.2 根桥的选举规则1.2.1.3 端口角色选举规则1.2.1.4 临时环路1.2.2 端口状态1.2.2.1 STP的标准接口状态:...

    1. STP

    1.1 背景

    什么是生成树协议?
    通过将环形结构变成树形结构从而逻辑上打破环路的协议。

    为什么需要生成树协议?

    因为现网的冗余设计,为了增加带宽,防止单点故障。
    因此产生了环路,而环路引起的问题
    1. 广播风暴
    2. MAC地址表翻动
    

    冗余级别

    • 网络级冗余:两地三中心
    • 链路级冗余:STP,smart-link,RRPP
    • 设备级冗余:IRF,堆叠
    • 模块级冗余:双模块

    防止环路的方法

    • 组播用RPF来防止环路
    • IP包使用TTL来防止环路
    • 二层使用STP在保证冗余的基础上防止环路等

    STP协议的工作原理
    通过逻辑上阻塞冗余链路消除环路

    导图:

    在这里插入图片描述

    1.2 STP(生成树协议)802.1d

    802.1d,生成树协议最开始的版本。
    封装格式:802.3 | LLC | STP
    目的组播MAC地址:01-80-C2-00-00-00

    1.2.1 生成树形结构的过程

    1.2.1.1 生成树树形结构形成过程:

    1. 选举根交换机:负责维护整网拓扑结构
    2. 选举根端口:非根交换机离根交换机最优的端口,负责接受BPDU或数据。
    3. 选举指定端口:指定端口负责本链路上的数据或BPDU的转发。
    4. 剩余端口则是阻塞端口

    STP的比较规则都是越小越优

    1.2.1.2 根桥的选举规则

    开始所有交换机都以自己为根桥发送BPDU进行选举,选举成功的根桥周期发送BPDU,其他交换机负责转发。

    根桥选举通过比较网桥ID

    网桥ID
    8个字节:2字节优先级+6字节MAC地址

    2字节优先级由4bit的优先级+上12bit的扩展系统ID组成
    	扩展系统ID用于MSTP中的4096个实例对应每一个VLAN
    

    为什么优先级要改成4096的倍数?
    因为bridge ID中的优先级字段2个字节,16bit,其中了扩展系统ID为12位给MSTP中的实例预留,优先级只有4位的取值范围在12位的基础上。0000-12位扩展系统ID=0,0001-12位扩展系统ID=4096

    Cost开销类型:缺省802.1t
    在这里插入图片描述

    1.2.1.3 端口角色选举规则

    选择RP(根端口)

    1. 比较根路径开销(RPC)
    2. 比较发送桥ID
    3. 比较发送端口ID(端口优先级+端口号组成)默认128,16的倍数,0-240
    4. 比较本端端口ID(交换机之间连Hub)

    选择DP(指定端口)

    1. 比较根路径开销:根桥的根路径开销都是0。
    2. 比较发送桥
    3. 比较发送者端口ID
    4. 比较本端端口ID(交换机之间连Hub)

    根桥的所有端口都是指定端口
    一条链路只有一个指定端口
    一个交换机只有一个根端口

    在这里插入图片描述

    1.2.1.4 临时环路

    当网络正常收敛,阻塞端口不发送数据。但当与阻塞端口直连的交换机成为新的root桥之后,阻塞端口变成根端口,其他端口变成指定端口处于转发状态,而之前的指定端口还没有切换到阻塞端口也在转发状态,此时会造成临时的环路。
    所以需要端口状态的转发延迟来进行解决。

    1.2.2 端口状态

    1.2.2.1 STP的标准接口状态:避免临时环路隐患

    • disable:端口未启用
    • blocking(discarding):端口禁用状态
    • listen:进行端口角色的选举。15s确保生成树的角色选举没有环路的产生。
    • learning:进行MAC地址表的学习 15s确保MAC地址的正确学习。
    • forwarding:数据和BPDU的转发。

    1.2.2.2 华为的接口状态

    在这里插入图片描述
    当网络拓扑重新收敛,最快也要listen+learning=30s的时间在这里插入图片描述

    1.2.3 BPDU

    1.2.3.1 配置BPDU报文字段

    • Protocol-id:stp协议
    • Protocol-version id:stp的版本
    • bpdu-type:bpdu的类型,配置bpdu还是TCNbpdu(拓扑变化通告)
    • falgs:在STP中使用了2bit,分为TCA(拓扑变化确认),TC(拓扑变更)
    • 根桥ID
    • 根路径开销
    • 桥ID
    • 端口ID
    • message age:消息时间,每经过一台交换机,加1。所以网络不是很大。
    • max age:老化时间,20s。
    • hello time:BPDU的发送周期2s。
    • f- orwad delay:转发延迟,配置BPDU传播到全网最大延迟15s
      在这里插入图片描述

    第一个15s是确保端口选举时间充足
    第二个15s是确保TC能够传递到整网,保证MAC地址表学习时间充分。

    什么时候发送配置BPDU

    1、端口开启了STP
    2、根端口收到配置BPDU,会向本地指定端口复制转发配置BPDU
    3、当指定端口收到比本地差的配置BPDU,会立刻向下游设备发送自己的BPDU
    

    1.2.4 STP网络拓扑变化分析

    1.2.4.1 直接拓扑变更

    至少需要30s恢复。
    在这里插入图片描述

    网络正常收敛,当S2的根端口所在链路Down掉之后,S2收不到比自己更优的BPDU,会发送以自己为根的BPDU给S3,S3收到之后发现没有本地的BPDU(从根端口收到的S1的BPDU)更优,会反向发一份本地的BPDU给S2,S2收到之后将2口置为根端口。等待2倍forward delay时间。30s

    Cisco中收到次级BPDU默认当作没收到,等待老化时间和2倍的forward delay时间

    1.2.4.2 间接拓扑变更


    在这里插入图片描述
    hub之间链路down掉,交换机连接hub的端口链路是up的,所以需要等待20s的超时时间,在经历2倍的Forwarding delay时间。至少50s。或者根桥Down掉

    1.2.4.3 STP的网络拓扑发生改变时分析

    在这里插入图片描述
    拓扑中,经由STP计算,S1为根桥,S3的E2和E3端口被阻塞。当S2的面向PC1的链路断掉之后,S2会立即上上游发送TCN消息在这里插入图片描述
    S1收到S2发送的TCN消息之后,将下一个配置BPDU中的TCA和TC置位并从指定端口发送给全网。在这里插入图片描述
    此后的(20秒+15秒)时间内,S1均将配置BPDU中的TC置位,各个网桥收到TC置位的BPDU后,将MAC地址老化为15秒。
    经过(20+15+15)秒之后,S3的E3接口会变为转发状态。S3的接口E3口学习到PC1的MAC地址。

    1.3 RSTP(快速生成树协议)802.1w

    为什么有RSTP
    因为STP网络收敛速度过慢。不管MAC地址老化、学习多长时间,stp的Forwarding delay时间都是固定的。
    拓扑发生改变,交换机会一层层的发送TCN BPDU到根桥,然后才由根桥来通知网络发送变化,如果网络拓扑过大则延迟又会增大。

    1.3.1 RSTP与STP的区别

    1. 增加端口角色
    2. 减少端口状态
    3. 充分利用BPDU中的Flags字段
    4. 对BPDU的处理方式
    5. 快速收敛机制

    1.3.2 端口角色

    保留根端口、指定端口,增加了预备端口、备份端口
    备份端口和阻塞端口相同点:不转发数据
    备份端口为指定端口的备份。需要PA机制进行切换
    预备端口为根端口的备份。可以快速切换。

    1.3.3 端口状态:

    • Discarding 丢弃状态,丢弃数据。
    • Learning 学习状态,丢弃数据学习MAC
    • Forwarding 转发状态,转发数据学习MAC

    1.3.4 RSTP BPDU

    快速生成树BPDU,充分利用了BPDU中的Flag字段
    RSTP BPDU Flag字段:

      1、TCA:拓扑变化确认位
      2、Agreement:同意位
      3、Forwarding:转发位
      4、Learning:学习位
      5、Port Role:端口角色    2位取值范围,
    		11是指定端口,10是根端口。
    		01代表预备端口或备份端口。
    		00保留                                               
      6、Proposal:提议位
      7、TC:拓扑变更位
    

    1.3.5 对配置BPDU的处理

    1、非根桥每隔hello timer从指定端口主动发送配置BPDU
    2、BPDU超时计时器为3个Hello timer
    3、阻塞端口可以立即对收到的次级BPDU进行回应

    1.3.6 RSTP快速收敛机制

    1.3.6.1 边缘端口

    连接用户的接口,不需要进行STP计算,直接进入forwording状态。
    再次期间该端口如果收到RSTP BPDU变为普通端口,重新参与生成树计算

    配置

    #进入接口
    stp edged-port enable            #开启边缘端口。
    #或者全局开启 
    stp edged-prot default		      #所有接口都开启
    
    

    1.3.6.2 根端口快速切换机制

    STP中直连故障需等待30s时间才能正常转发数据,RSTP通过预备alternate端口可以快速进入转发状态。

    1.3.6.3 P/A机制

    涉及Flags中的Proposal位和Agreement位。
    作用:使指定端口快速进入forwading状态.

    • 当一个接口成为指定接口后,交换机发送RST-BPDU中其中标志位P位置1,Role位为11,向外发送。
    • 其他交换机收到收到proposal报文,阻塞非边缘端口之外的所有非边缘端口。并且发送RST BPDU中的标志位 Agreement位置1。
    • 交换机收到标志位中的同意位置1的BPDU之后,立即进入转发状态。

    当一个端口被选举成为指定端口之后,在STP中,该端口至少要等待一个Forward Delay(Learning)时间才会迁移到Forwarding状态。而在RSTP中,此端口会先进入Discarding状态,再通过Proposal/Agreement机制快速进入Forward状态。这种机制必须在点到点全双工链路上使用。

    在PA机制选举时,非边缘指定端口要进入阻塞状态,防止临时环路。因为PA机制选举完成之后会立即进行转发状态,如果其他交换机的原来是指定端口、对端是根端口时为转发状态还没来得及切换到阻塞状态,会造成临时环路。

    1.3.7 拓扑发生变化条件

    • STP:Down和UP都是变化
    • RSTP:一个非边缘端口迁移到Forwarding状态
      在RSTP中没有TCN和TCA的BPDU,因为每台交换机都可以单独发送TC报文

    当RSTP拓扑发生改变后:交换机为本设备的所有非边缘指定端口开启TC while计时器 在4s内不断发送TC BPDU,超过4s停止发送。清除发生变化端口学习到的MAC地址。其他设备收到TC报文之后,清空除了接受TC报文端口之外的所有端口学习到的MAC地址。

    1.3.8 RSTP与STP的兼容

    RSTP端口在收到STP-BPDU之后启用TC WHILE计时器,如果在计时器内还受到STP的BPDU,那么该端口会切换到STP工作模式
    当运行stp的设备撤离之后,那么运行RSTP的交换设备可以迁移回RSTP工作模式

    1.4 MSTP(多实例生成树协议)802.1s

    为什么要有MSTP?
    RSTP/STP共同的缺陷,所有VLAN共享一颗树,链路阻塞,造成部分vlan报文无法转发,如下图,vlan2原本所走的链路down掉之后,本来可以通过s6经过,但是S3-S6链路没有允许vlan2流量经过。
    在这里插入图片描述
    MSTP(多实例生成树协议):可以理解成功多个RSTP的集合。 802.1s

    单个生成树的弊端

    • 部分VLAN路径不通。
    • 无法使用流量分担。
    • 次优二层路径。

    创建多个实例,可定义哪个vlan属于同一个实例。
    交换机默认实例0。

    1.4.1 MSTP域

    相同属性交换机的集合

    1. 使能MSTP
    2. 相同域名
    3. 相同的vlan映射
    4. 相同修订级别
      在这里插入图片描述

    1.4.2 MSTP概念

    IST(内部生成树):每个域内实例0运行的树。
    MSTI(实例树):普通实例运行的树。
    CST(公共生成树):区域之间的生成树。域与域之间也有环路。
    CIST(公共和内部生成树):由IST和CST构成的树。
    总根:CIST中的根网桥,整网中优先级最高的网桥
    IRPC(内部根路径开销):本地到域根的开销
    IST域根
    MSTI域根
    ERPC(外部根路径开销):本地到总根所在域的开销
    Master(主桥):区域内离总根最近的桥

    1.4.3 MSTP端口角色

    域边缘端口:域和域之间相连的端口
    Master端口:主桥到总根最忧的口。对于普通实例来说。

    1.4.4 MSTP的报文结构

    不管有多少实例,就发送一份BPDU,只在实例0(IST)中发送,MSTI的信息携带在IST的BPDU中的MSTI的扩展中。

    1、正常的BPDU字段----
    2、version 3
    3、MST扩展
    	MST的配置信息:域名,修订级别
    	CIST的IRPC:到IST域根的路径开销
    	CIST的根桥ID
    	CIST的BPDU剩余跳数
    	MSTI的配置信息:
    		MSTI的flags
    		MSTI的域根id
    		到达MSTI域根的路径开销
    		桥优先级
    		端口优先级
    		剩余跳数
    

    1.4.5 MSTP的拓扑计算–比较原则

    CST—IST—总根—CIST

    1. 先计算CST,一个MST域当作一台虚拟的交换机,由域内选出一个最优的交换机代表,IST相当于确认了(IST比较方式与stp选举根桥一样)域根。
    2. 每个MST域通过向其他域发送以域根为总根的BPDU,外部开销为0,计算出总根,整网优先级最高的交换机。
    3. 以总根为中心,根据外部路径开销选出master端口。
    4. 比较域根ID优先级,选出域边缘端口进行阻塞。

    1.4.6 MSTP域RSTP的交互

    RSTP交换机会将MSTP域看作一个桥ID为域根ID的交换机

    1.4.7 MSTP的快速收敛

    增强型P/A机制:不但可以使指定端口快速转发,还可以使根端口快速转发。

    1. 首先上游设备发送proposal报文请求快速切换,下游设备收到之后将其端口设为根端口,阻塞其他非边缘指定端口。
    2. 上游设备继续发送一个Agreement报文,使根端口进入forwading状态。
    3. 同时下游设备发送Agreement报文来使上游设备的指定端口快速进入forward状态。

    1.4.8 配置

    stp mode mstp        #修改STP版本为MSTP
    stp region-configuration        #创建一个MSTP域。
    	region-name huawei          #域名
    	revision-level 1            #修订版本两边必须一致
    	instance 1 vlan 10          #将vlan 10 加入实例1。
    	check region-configuration	#检查配置
    	active region-configuration #激活MSTP域
    	stp instance 1 root primary # 设置交换机为实例1的主根。
    
    display stp    默认查看实例0的信息
    display stp instance 1 查看实例1 的信息
    

    在做VRRP和MSTP时,VRRP的主一定是MSTP的主,VRRP的备一定是MSTP的备。否则会导致次优路径的产生。

    MSTP向下兼容RSTP,向下兼容STP。

    1.5 VRRP(虚拟路由器冗余协议)

    选举规则(越大越优先)
    1、优先级(默认100)
    2、接口IP
    先在哪个接口配的虚拟IP,哪个接口称为主路由器。

    主路由器可以被抢占,抢占的时候只看优先级,相同也抢占不了只有优先级大才可以,不比较IP。

    主路由器1s发送一次报文以表示自己状态正常,备份路由器如果3s收不到主路由器发送的报文则认为主路由器DOWN掉,于是自己称为备份路由器

    虚拟MAC地址,地址的格式为00-00-5E-00-01-[VRID]

    VRRP组播使用的目的地址是由IANA标准指定的多点广播地址224.0.0.18

    协议号为 112

    配置:

    # 接口下:
    vrrp vrid 1 virtual-ip ip地址        #设置虚拟网关IP加入vrid 1组
     display vrrp *          # 查看VRRP状态
    

    在做VRRP和MSTP时,VRRP的主一定是MSTP的主,VRRP的备一定是MSTP的备。否则会导致次优路径的产生。

    1.6 STP保护机制

    1.5.1 边缘端口的保护措施

    bpdu-protection				#前提是开启了边缘端口,当边缘端口收到了BPDU,端口直接error-down关闭该端口。
    #全局开启边缘端口保护
     stp bpdu-protecion
    #恢复error-down的端口:配置error-down之后一天可以自动恢复该端口,单位是s。
    error-down auto-recovery cause bpdu-protection interval 86400	
    #还可以接口下shutdown,undo shutdown重启接口。
    

    1.5.2 Root-Protection

    根交换机保护(指定端口保护):如果根交换机的指定接口收到优先级更高的BPDU将主动将指定接口阻塞掉。

    当在足够长的时间内(Max Age,默认20秒)没有收到更优的配置消息时,端口会恢复原来的正常状态,重新成为指定端口,进入转发状态。
    stp root-protection 在根指定接口开启

    1.5.3 TC BPDU保护

    限制接受TC BPDU的数量。防止网络不断的老化学习MAC地址,影响网络稳定。
    设置5s内收到TC-BPDU只刷新一次,缺省2s。
    stp tc-protection threshold 5

    1.5.4 STP的环路保护

    如果上游接口长时间收不到BPDU直接阻塞该接口。如光纤中的某条链路。
    环路保护功能只能在根端口或Alternate端口上配置生效。
    stp loop-protection
    如果根端口收不到来自上游的BPDU时,根端口会被设置进入阻塞状态;

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