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  • 2020-12-19 08:31:59

    http://m.blog.csdn.net/flyfish5/article/details/50224537

    STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议。

    冗余链路

    当前的交换机为了防止单点故障导致的整个业务中断,常采用冗余链路来实现备份。也就是说如果交换机之间用一条链路互连,那么一旦一条链路出了问题,将会导致整个网络的瘫痪,为了防止这种情况,交换机之间用多条链路互连,当一条链路故障时,还可以通过其他链路发送数据帧(是不是和电路交换/分组交换类似之间的区别类似)。

    冗余链路虽然可靠,但会形成环路。环路会造成广播风暴,MAC地址表震荡等问题。为了解决环路问题,提出了STP。

    STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议

    作用:

    消除环路:在逻辑上断开环路。

    链路备份:当活动链路发生故障时,激活备份链路,保证网络的连通性。

    STP通过构造一棵树来解决环路问题。

    生成树的实现过程:

    选举根桥:根桥在一个逻辑树的根部,非根桥是其下游设备。根桥的选举根据桥ID(Bridge ID),桥ID由16位桥优先级和48位mac地址组成,优先级最高(桥优先级最小)的设备被选举为根桥,如果桥优先级相同,则mac地址小的被选举为根桥。

    选举根端口、选举指定端口

    STP的配置

    我用的是华为的eNSP软件,感觉还挺好用的。

    华为X7系列交换机默认工作在MSTP模式,使用STP时,要将所有交换机重新配置为STP,至于为什么要全部,有兴趣可以自己做下实验。

    下图是本次配置的拓扑图

     

    什么都没修改,可以使用dis stp来查看各个交换机当前的stp配置。可以看到4个交换机都是使用MSTP

    四台交换机都修改到stp模式

    [Huawei]stp mode stp

    Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment…done.

    [Huawei]

    缺省情况下交换机的桥优先级是32768,会选择MAC地址最小的作为根桥,这里选择的是S3。而想要使S1作为根桥,可以配置它的桥优先级

    [Huawei]stp priority 4096

    [Huawei]

    修改好以后,查看当前的STP状态

    [Huawei]dis stp

    ——-[CIST Global Info][Mode STP]——-

    CIST Bridge :4096 .4c1f-cce6-ead8

    Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

    Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

    CIST Root/ERPC :4096 .4c1f-cce6-ead8 / 0

    CIST RegRoot/IRPC :4096 .4c1f-cce6-ead8 / 0

    CIST RootPortId :0.0

    BPDU-Protection :Disabled

    TC or TCN received :75

    TC count per hello :0

    STP Converge Mode :Normal

    Time since last TC :0 days 0h:0m:12s

    Number of TC :13

    Last TC occurred :Ethernet0/0/3

    可以看到当前的根桥变为了S1.

    查看端口的角色

    [Huawei]dis stp brief

    MSTID Port Role STP State Protection

    0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE

    0 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE

    0 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE

    三个端口都是指定端口

    同理,可以查看其他三个交换机的端口角色。

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  • 配置STP交换机优先级

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    配置STP交换机优先级 网络拓扑图如图所示 PS:思科交换机默认有vlan1并包含全部端口 1 配置交换机S10为根桥交换机,并设置优先级 2 配置交换机S11 3 配置交换机S12 4 验证测试 4.1 S10 4.2 S11 4.2 S12 致此,...

    配置STP交换机优先级

    网络拓扑图如图所示
    拓扑图
    PS:思科交换机默认有vlan1并包含全部端口

    1 配置交换机S10为根桥交换机,并设置优先级s10

    2 配置交换机S11

    S11

    3 配置交换机S12

    S12

    4 验证测试

    4.1 S10

    S10

    4.2 S11

    S11

    4.2 S12

    S12
    致此,本次实验结束!

    5 补充

    5.1 STP指定端口和根端口的选择方法可见:
    https://blog.csdn.net/qq_16558621/article/details/50499928
    5.2 优先级详情:思科默认用的是PVST+,这种生成树的特点是优先级一共有16位,所以优先级最大为65535(2的16次方)但是思科把这十六位优先级又分成两个部分,第一个部分就是前四位,用来优先级用,第二部分就是后12位,用来识别VLAN信息(因为思科有2的12次方个VLAN,就是4096个)所以优先级只能改成4096的倍数,同时携带vlan信息。所以优先级在4096,vlan默认VLAN1的情况下,优先级数值就加1变成4097,而如果在VLAN20的时候就变成4116

    展开全文
  • STP知识的讲解

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    二层交换机: 交换机之间通过多条链路互连时,虽然能够提升网络可靠性,但同时也会带来环路问题 环路引起的问题: (1)广播风暴: ...STP的作用 华为模拟器上默认开启MSTP,而思科上默认开启PVST ...

    二层交换机:

    交换机之间通过多条链路互连时,虽然能够提升网络可靠性,但同时也会带来环路问题

    环路引起的问题:

    (1)广播风暴:

    环路会引起广播风暴。

    网络中的主机会收到重复数据帧

    (2)MAC地址表震荡:

    环路会引起MAC地址表震荡

    解决方法:

    STP的作用

    华为模拟器上默认开启MSTP,而思科上默认开启PVST

    STP通过阻塞端口来消除环路,并能够实现链路备份的目的

    STP中根桥的选举依据的是桥ID,STP中的每个交换机都会有一个 ID(Bridge ID)。桥ID由16位的桥优先级和48位的MAC地址构成,在STP网络中,桥优先级是可以配置的,取值范国是0-65535,默认优先级为32768,优先级最高的设备(桥ID最小)会被选举为根桥。如果优先级相同,则会比较MAC地址,MAC地址越小则越优先。

    进入华为模拟器上(ensp):

    关闭命令提示,因为在我们输入命令的时候,有时候输入的慢一些,系统会自动给你提示一些信息,会阻碍我们命令的连串性

    默认的是MSTP,生成树有15秒的转发时间和15秒的学习时间

    设置类型为STP

    通过display stp来查看交换机的STP的详细信息,下面是其桥ID

    LSW1上

    CIST Bridge: 32768.4c1f-cc1b-58c2

    LSW2上

    CIST Bridge: 32768.4c1f-cc3e-5ba4

    LSW3上

    CIST Bridge: 32768.4c1f-cc9a-4752

    从以上交换机的桥ID可以看出优先级一样都是32768,再比较MAC地址,越小的即使根交换机,可以看出MAC前6位都是4c1f-cc,在从后面比较MAC地址,LSW1是1最小,所以是根交换机。

    从以上图形中可以看出系统已经选好了根交换机

    如果想要将LSW2换成根交换机,只需要修改前面的优先级,优先级数值越小,优先级越高,就是根交换机

    优先级是4096的倍数

    可以看出根交换机已经更换为LSW2

    交换机启动后就自动开始进行生成树收敛计算,默认情况下,所有交换机启动时都认为自己是根桥,自己的所有端口都为指定端口,这样BPDU报文就可以通过所有端口转发。对端交换机收到BPDU报文后,会比较BPDU中的根桥ID和自己的桥ID.如果收到的BPDU报文中的桥ID优先级低,接收交换机会继续通告自己的配置BPDU报文给邻居交换机,如里收到的BPDU报文中的桥ID优先级高,则交换机会修改自己的BPDU报文的根桥ID字段,宣告新的根桥

    三台交换机之间的链路开销值都为1,那么SWB从G0/0/1端口到根交换机SWA的路径开销为1,从G0/0/2端口到根交换机SWA的路径开销为2,所以选取G0/0/1端口到根交换机SWA的路径,这样G0/0/1是根端口,同理SWC的G0/0/1端口为根端口

    可以看出系统选好的根端口符合理论

    (1)第一步,我们可以在设备中比较桥ID与根桥ID比较,如果一样,那就是根交换机,很明显可以看出,LSW4是根交换机。

    (2)第二步,我们可以根据题目所给的桥ID,来相互比较,比较优先级,如果一样就比较MAC,可以看出LSW4中MAC比较小,所以选举为根交换机。

    (3)第三步,再判断LSW1的两个端口,Eth0/0/2和Eth0/0/1对端的路由器比较,即比较LSW3和LSW2的优先级,如果一样再比较MAC,可以判断LSW2的MAC小,所以Eth0/0/1端口为根端口。

    优先级一样,比较编号,编号小对应端口就是根端口,每个非根交换机选举一个根端口

    根端口选举总结:

    A、比较端口到根桥的路径开销值,小的(近的)对应根端口

    B、发送端桥ID(对端的桥ID),先比较优先级,数值小(优先级高)对应的端口是根端口,如果优先级一样,再比较MAC,小的对应端口就是根端口。

    (1)LSW1两个端口判断谁是根端口,前面已经看出LSW2的桥ID比LSW3的小,所以看对端就看LSW2的两个端口的端口ID

    (2)上述俩个图是LSW2俩个端口的详细信息,可以看出Eth0/0/1端口ID是128.1,Eth0/0/3端口ID是128.3,比较其大小,128.1小,那么128.1所在的端口对应上LSW1的端口Eth0/0/1是根端口(上述规则不能适用,比较端口的对端ID(优先级+编号),优先级数值小,优先级高,对应端口就是根端口)

    (3)如果两个或两个以上的端口连接到同一台交换机上,则选择发送者PID最小的那个端口作为根端口。如果两个或两个以上的端口通过Hub连接到同一台交换机的同一个接口上,则选择本交换机的这些端口中的PID最小的作为根端口。

    每个网段选举一个指定端口来转发流量,选举规则是,将自己放在网段的中央,向两边看,看看这条网段上的两个端口谁离根交换机近,谁近就是指定端口。

    (1)如上图所示,将自己放在SWA和SWC那条网段的中央,很明显SWA的G0/0/2端口就在根交换机上,所以该端口是指定端口,根交换机上的端口都是指定端口。可以判断SWA上的G0/0/1和G0/0/2都是指定端口

    (2)再去判断SWB和SWC之间的网段上那个端口是指定端口,从SWB和SWC中间的网段中间看发现两个端口到根交换机的路径开销一样,再去根据BID来判断,看看左边的SWB的桥ID是32768 00-01-02-03-04-BB,而右边SWC交换机的桥ID是32768 00-01-02-03-04-CC,比较一下,两者的优先级一样,再比较两个的MAC地址,SWB的MAC地址比SWC的MAC地址小,所以SWB的G0/0/2端口是指定端口

    (1)LSW4是根交换机,所以根交换机上两个端口是指定端口。

    (2)再去看LSW1和LSW3相连的网段,将自己放在中间,很明显LSW3的Eth0/0/3端口到根交换机的路径开销最小,即LSW3的Eth0/0/3端口是指定端口。

    (3)再去看LSW1和LSW2之间的两条网段,将自己放在中间,LSW2上的Eth0/0/1和Eth0/0/3到交换机的路径开销比所在网段另外两个端口到交换机的路径开销小,所以LSW2上的Eth0/0/1和Eth0/0/3都是指定端口。

    (4)没有被选举成为根端口和指定端口的端口成为预备端口,将会被堵塞。

    Blocking到Listening需15秒,Listening到Learning需15秒

    其它交换机在20秒后没收到根交换机发送的BPDU报文,会重新选举,Blocking到Listening需15秒,Listening到Learning需15秒,共需要50秒。

    链路故障只需30秒即可恢复正常

    例题讲解:

    上述可以判断出是链路故障,链路故障只需30秒即可恢复正常

    答案选B,15秒,Actice Times是活动时间,由根桥设置

    答案选B,初始化,每个交换机都认为自己是根交换机,都互相发送BPDU报文

    展开全文
  • STP生成树协议

    千次阅读 2022-02-19 15:34:38
    STP STP协议:spanning tree protocol 生成树协议 ...BPDU每隔2s自动发送,携带桥优先级和桥mac地址,以及STP所需的路径,STP便利用这些信息来确定根桥以及到根桥的路径。 BPDU参数 根桥:发送最好BPDU的交换机,

    STP

    STP协议:spanning tree protocol 生成树协议
    作用:通过阻塞 非根非指定的端口 来防止二层交换机环路。进而实现网络的冗余和备份

    STP相关概念

    STP协议的所有角色都是通过比较BPDU的参数选举出来的。
    BPDU:(bridge protocol data unit)是运行在STP的交换机之间交换的消息帧。BPDU每隔2s自动发送,携带桥优先级和桥mac地址,以及STP所需的路径,STP便利用这些信息来确定根桥以及到根桥的路径。

    BPDU参数

    根桥:发送最好BPDU的交换机,并且一个广播域中只有一个根桥

    RID:根桥的id。

    RPC(路径开销:Root Path Cost):对于根桥来说RPC永远等于0,对于非根桥来说RPC是自己根端口到根桥的路径开销之和

    BID(Bridge ID:桥ID):BID(8字节) = 桥优先级(2字节) + 桥MAC(6字节)
    STP中每个交换机都有一个BID来表示自己。
    pri默认值为32768,这里的pri是stp的优先级。
    Pri取值有两种标准
    1、0-65535
    2、0-61440 华为采用0-61440.但pri取值必须是4096的陪数。

    PID(Port ID:端口ID):PID(16位) = 端口优先级(4位) + 端口号(12位)
    端口优先级默认128,优先级范围0-240,取16的倍数。端口ID就是端口编号,例如 e0/0/5 ID就是5

    PC(port cost):PC的计算需要依据端口带宽来计算。

    BPDU两种类型

    • 配置BPDU
      包含了桥ID,路径开销,端口ID等参数。
    • TCN BPDU
      指下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游交换机发送的拓扑变化通知。用以快速刷新MAC地址表。

    STP选举过程

    网络中所有的设备使能 STP 协议后,每一台设备都认为自己是根桥。此时,每台设备仅仅收发配 置 BPDU,而不转发用户流量,所有的端口都处于 Listening 状态。所有设备通过交换配置 BPDU后,进行选举工作,选出根桥、根端口和指定端口,确保网络中所有目的地之间只有一条逻辑链路,从而形成一颗没有环路的转发树

    选举过程
    根桥—非根桥(选根端口)—根桥—指定端口

    • 在一个交换网络中选举一个根桥,根桥是设备的概念。

    • 根桥选举后,交换网络中的其他设备都是非根桥,每个非根桥还需选取一个到达根桥最短路径的端口称为根端口。

      注:非根桥只能有一个根端口。

    • 每条链路上,还需选举一个指定端口,默认情况下根桥的所有端口都是指定端口。

    • 既不是根端口,也不是指定端口的其他端口需要被阻塞,不能转发数据帧。

    根桥选举

    • 通过比较BID选举,优选BID小的。BID由优先级+MAC地址组成。
    • 首先比较优先级,优先级越小越优。
    • 如果优先级一样,比较MAC地址,MAC地址越小越优。

    指定端口选举

    • 比较RID,优选小的。
    • 比较到达根桥的RPC(Root Path Cost),越小越优。
    • 比较BPDU包发送者的BID,越小越优。
    • 比较BPDU包发送者的PID,越小越优。
    • 比较BPDU包接收者的PID,越小越优。
      那何为最好的BPDU?
      收到的配置信息优先级越高替换自身的BPDU,配置优先级低于自身BPDU则丢弃,根据这个过程选出最小的BPDU。

    端口角色

    RP(根端口:root ports):非根桥上接收最好BPDU的端口
    DP(指定端口:Designated Ports):链路上发送最好BPDU的端口,一条链路上只能有一个指定端口
    AP:被block (阻塞端口):既不是指定端口又不是根端口

    端口状态

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    端口状态state: 30-50s
    在这里插入图片描述
    disable–>blocking---->listening–15s–>learnning–15s–> forwarding(转发)
    disable:接口被禁用
    blocking:处理BPDU,不转发数据,不学习mac地址。
    listening:处理BPDU,不转发流量,不学习mac地址,确定端口角色。
    learning:处理BPDU,不转发流量。学习mac地址。
    forwarding:处理BPDU,转发数据,学习mac地址(只有根端口和指点端口才会进入)
    稳定stp网络只有2中状态及forwarding和blocking。

    监听状态15s是避免stp协议在收敛过程中产生临时环路,让BPDU选举出端口角色。
    监听状态期间,mac地址表受TC BPDU的影响会提前老化,老化错误mac地址和空闲mac地址并将其清除。如果此时转发帧就会导致大量未知DMAC的单播帧防洪现象,影响网络性能。
    learning的15s收敛时间能让交换机在此期间重新构建正确的mac地址表项,减少单播帧在stp收敛期间产生大量的防洪行为。
    stp协议的收敛完全依赖计时器完成,收敛速度慢为了解决临时环路和收敛期间单播帧的泛洪,需要等到30s。

    三种定时器

    1、Hello Time
    发送两个相邻 BPDU 的时间间隔
    2、forward delay :15
    功能:链路故障导致stp需要重新计算,但是重新计算新的配置消息无法送到,导致每个网络如果没有选举出dp和rp,可能会产生环路,所以dp和rp需要时2倍的delay时间可以转发
    3、max age
    max age 是BPDU报最大存活时间。

    STP故障

    1、非根桥的RP失效,并从在AP时,AP成为新的RP,并经历30s的进入转发状态
    2、非根桥的RP失效,但不存在AP时,此时交换机认为自己失去了到根桥的所有路径,于是该交换机将自身作为根桥,发送一致为根BPDU,下游交换机需要等待20s将之前的BPDU老化,在处理该BPDU,此时需要50s恢复网络。华为做了优化只需要30s就行。
    3、root失效,重新选举root,网络连接需要50秒。

    STP拓扑变化

    1. 如果非根桥上发生拓扑变化,向根桥发送TCN BPDU包,通告根桥拓扑已改变。
    2. 上联的非根桥从指定端口收到TCN BPDU包后,会向发送者回复TCA flag位置位的配置BPDU包,同时继续向根桥发送TCNBPDU包。
    3. 根桥收到TCN BPDU包后,向发送者回复TCA Flag位置位的配置BPDU包,同时向所有指定端口发送TCFlag位置位的配置BPDU包。TC置位的配置BPDU包会连续发送35s,同时将自己的MAC aging 设置为15s。
    4. 其他非根桥收到TC置位的配置BPDU包后,将自己的MAC地址的老化时间设置为15s,加速老化。

    STP触发拓扑改变的条件

    一个端口从forwarding状态过渡到disable或blocking状态。
    一个非根桥如果从指定端口接收到TCN BPDU包,需要向根桥装发TCN BPDU包。
    一个端口进入转发状态,并且本地已存在一个指端端口。

    STP报文

    在这里插入图片描述
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    BPDU中四大优先级向量 生成树时间向量 生成树协议 1.STP基本概念 遵循标准:STP遵循IEEE 802.1D标准 基本思想:STP根据网络拓扑构建无环路的树 实现方法:STP通过阻塞适当的端口来避免环路 为什么要使用stp...
  • Stp-生成树实验

    2022-01-22 11:29:33
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  • 为了提高网络可靠性,交换机网络中通常会使用冗余链路,冗余链路会给交换机带来环路风险,并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题,生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)可以在提高可靠性的同时又避免环路带来...
  • STP的原理与配置

    千次阅读 2020-11-03 10:59:35
    STP 生成树协议 一、环路引起的问题之一:广播风暴 环路引起的问题之二:MAC地址表不稳定 二、STP作用 打破环路、链路备份 三、BPDU(Bridge Protocol Data Unit)网桥协议数据单元 1、STP的各种选举是通过交换BPDU...

空空如也

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stp优先级

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