目錄:
STP概述
STP簡介
生成樹算法
選擇根網橋
選擇根端口
選擇指定端口
BPDU(橋協議數據單元)
STP利用BPDU選擇根網橋
STP的收斂
VLAN與STP關系
MSTP多生成樹協議華為命令
STP概述
交換網絡環路的產生:
廣播風暴的形成
多幀復制
MAC地址紊亂
廣播風暴:三個交換機兩兩相連,互相廣播,無限轉發,產生廣播風暴。
多幀復制:PC1發送的數據可以從SW1經過SW3再到SW2傳達給PC2,也可以從SW1到SW2再到PC2,導致PC2收到兩次數據幀。
MAC地址紊亂:產生環路后,PC1發送數據SW1向SW3進行廣播使得SW3F0/1記錄下PC1的MAC地址,SW1傳到SW2,SW2再向SW3進行廣播,導致SW3F0/2又記錄了PC1的MAC地址,來回重復綁定MAC地址。
STP簡介
STP - Spanning Tree Protocol(生成樹協議)
1.邏輯上斷開環路,防止廣播風暴的產生
2.當線路故障時,阻塞接口被激活,恢復通信,起到備份作用
如圖,將SW1當成樹根,數據從SW1向上傳輸,比如我們在SW2與SW3之間進行邏輯阻塞,SW3不會廣播SW2再廣播到SW1,SW1不會廣播到SW2再廣播SW3,防止了廣播風暴的產生。
如果SW1與SW2之間的線路出現故障,會激活SW2與SW3之間的邏輯阻塞,使得SW1的數據可以經過SW3再傳輸至SW2,恢復通信,起到備份作用。
如果是物理上進行阻塞,將線路斷開或端口阻塞,當其他線路出現故障時就無法通信了。
生成樹算法
生成樹算法分為三個步驟
1.選擇根網橋(交換機)
2.選擇根端口
3.選擇指定端口
排除根端口和指定端口,剩下的就是阻塞端口
選擇根網橋
如圖,網橋ID由網橋優先級和網橋MAC地址組成,網橋MAC地址就是交換機MAC地址
為什么網橋ID是唯一的,因為MAC地址是全球唯一的。
首先,先去對比網橋優先級,優先級的值越小,越優先。
優先級取值范圍:0~65535 缺省值(默認值):32768
如果優先級一致,就去看網橋MAC地址,值越小,越優先。
選擇根端口
1.到根網橋最低的路徑成本
2.直連網橋ID最小
3.端口ID最小
根路徑成本
網橋到根網橋的路徑上所有鏈路的成本之和
帶寬與路徑成本之間的關系:
帶寬越低,成本越高,帶寬越大,成本越低
根網橋上的端口都不是根端口,而是指定端口
在每個網段上都要選擇一個指定端口
選擇指定端口
非根網橋的指定端口,選擇順序:
1.根路徑成本較低
2.所在的交換機的網橋ID值較小
3.端口ID的值較小
如圖,SW2為根網橋,那么SW2上的兩個端口SW2.1 ,SW2.2都是指定端口,SW1.1與SW3.1到達根網橋路徑成本相同,所以兩個都是根端口,每個網段都要選擇一個指定端口,SW1與SW2之間SW2.1為指定端口,SW2與SW3之間SW2.2為指定端口,那么SW1與SW3之間有一個指定端口,SW1與SW3都不是根網橋,所以非根網橋的指定端口,選擇順序:1.根路徑成本較低2.所在的交換機的網橋ID值較小
3.端口ID的值較小。那么SW1與SW3之間的指定端口為SW3.2,SW1.2就是阻塞端口。
試題:找出下圖中的根網橋,根端口,指定端口‘’
解:如圖,三個網橋的優先級相同,進行網橋MAC地址比較,經比較,得出SW1為根網橋,那么SW1上的F0/24和F0/23就是指定端口,由於SW3F0/23和SW2F0/24與SW1端口的路徑成本相同,所以SW2F0/24和SW3F0/23都是根端口,每個網段都要有一個指定端口,所以SW2F0/23與SW3F0/24之間要選擇一個指定端口,兩邊路徑成本一樣,優先級一樣,MAC地址為SW2的小,所以SW2F0/23為指定端口,那么剩下的SW3F0/24就是阻塞端口。
BPDU(橋協議數據單元)
Bridge Protocol Data Unit - 橋協議數據單元
使用組播通信
概念:BPDU是個傳輸載體,用來交換機之間交換網橋ID,根路徑成本等信息。
BPDU類型
配置BPDU
拓撲變更通告(TCN)BPDU
BPDU報文字段
根網橋ID , 根路徑成本 ,發送網橋ID , 端口ID
STP利用BPDU選擇根網橋
當交換機啟動時,假定自己是根網橋,在向外發送的BPDU中根網橋ID字段填寫自己的網橋ID
交換機剛啟動時,每個都認為自己是根網橋,它們會把自己的網橋ID填寫在BPDU根網橋字段中,然后互相發送,經過比較網橋ID最小的,為根網橋,這是一個互相確認的過程,最后協商完成進入穩定狀態稱為:收斂狀態。
STP的收斂
交換機端口的STP狀態 : 此圖自下往上看
剛開機時禁用狀態,之后進入阻塞狀態,只接受BPDU,正常環境下,一般不會同時打開所有交換機,第一台開的過一定時間接收不到BPDU就會進入偵聽狀態,構建活動拓撲表示這時它不但會接收BPDU還具有轉發BPDU的功能,之后就進入學習狀態,會構建網橋表,就是MAC地址表,也會進行轉發和接收BPDU,之后進入轉發狀態,會接收轉發用戶數據,也會進行轉發和接收BPDU,如果網絡鏈路發生故障,它會解開相應的阻塞端口,恢復通信。
VLAN與STP關系
IEEE通用生成樹(CST)不考慮VLAN
經過STP計算,會有一條鏈路被斷開
MSTP多生成樹協議華為命令
可為每個VLAN或者多個VLAN為一組構造一個生成樹,實現網絡的負載分擔(均衡)
將SW1、 SW2分別做vlan10、 vlan20的根網橋
[SW1]stp mode mstp
將交換機配置成MSTP模式,MSTP兼 容STP/RSTP。
[SW1]stp region-configuration
進入MSTP域視圖MSTP配置模式
[ SW1-mst-region] region-name huawe 1
配置MSTP域的域名為huawei1,缺省為交換設備主控板上管理網口的MAC地址。
[ SW1- -mst- -region] revision-level 1
配置MSTP域的MSTP修訂級別的1,缺省情況下MSTP域的MSTP修訂級別0,需要將各設備的MSTP修訂級別修改為一致
配置多生成樹實例和VLAN的映射關系,同一vlan的數據只能對應一個實例,而一個實例可以對應多個vlan(instance1vlan2to10)
[ SW1 -mst-region] instance 1 vlan 10
將vlan 10加入實例1中
[ SW1-mst-region] instance 2 vlan 20
將vlan 20加入實例2中
[ SW1 -mst-region] check region-configuration
查看MSTP域配置參數
[ SW1 -mst-region] active region-configuration
激活MSTP域的配置(必須配置)
[ SW1-mst-region]quit
退出配置模式
[SW1]stp instance 1 root primary
配置此交換機實例1的主根橋
[SW1]stp instance 2 root secondary
配置此交換機為實例2的備份根橋
[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交換機為實例1的備份根橋
[SW2]stp instance 2 root primary
配置sw2交換機為實例2的主根橋
[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
在所有交換機上啟用MSTP
[SW1]stp enable
[SW2]stp enable
[SW3] stp enable
[SW3]dis stp brief
查看STP接口角色及狀態信息
--------修改交換機優先級值-------
[SW1] stp priority 0
數值要為4096的倍數
[SW1]stp root primary
優先級變為0
[SW1]dis stp
查看stp信息,可以確定哪個是根網橋