STP

原创

huzhenghzh 2017-12-09 01:38:27 ©著作权

文章标签 达内 STP 文章分类 运维

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者huzhenghzh的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

昨天的延续：

1、华为设备上的 “链路捆绑” - 动态

在华为设备，批量配置端口

      port-group  group-member gi0/0/1 to gi0/0/3 
	     ->同时进入 gi0/0/1 ， gi0/0/2 , gi0/0/3 端口；

==============================================================

STP： spanning tree protocol - 生成树协议

-where 交换网络中，即所谓的交换机上；也就是，该技术是一个2层技术。 -why 因为在传统的交换网络中，存在“单点故障”的问题，所以为了解决该问题，我们引入了“备份链路/设备“解决方案，但是，带来了新的问题 - 2层数据环路，所以，为了解决该问题，我们提出了 STP 解决方案。

	 环路现象 -
	     交换机上会提示以下信息：
		      MAC A flapping between Fas0/1  and  Fas0/2 
		 通过查看交换机上的端口的 LED 指示灯查看：
		      疯狂闪烁

-作用：在交换网络中，存在备份链路的情况，防止2层数据转发环路的发生。

-实现： -报文 BPDU - bridge protocol data unit 桥接协议数据单元 -类型 config BPDU : 配置BPDU TCN BPDU ：拓扑变更通知 BPDU -原理 1、确定交换机的角色根交换机非根交换机选举依据：BID - bridge ID , 桥ID 优先级 + MAC地址 2Byte 6Byte 选举原则: 1、首先比较 BID 的优先级，越小越好；默认是32768 2、如果优先级相同，则比较 MAC 地址，越小越好。本质上是交换机的“基MAC地址”，也就是交换机的主板的MAC地址 - show version

   2、确定端口的角色
     (root-port)          根端口 ：在每一个非根交换机上，有且只有一个，距离根交换机，最近的端口
	 (designated-port)    指定端口：在每一个网段(冲突域)，有且只有一个，距离根交换机，最近的端口
	 (non-designated-port)非指定端口：其他所有端口，都称之为非指定端口。
			
			    在 STP 中，如何表示“距离”？
				     - cost ：开销
					     表示的是去往根交换机的距离

Mr.Zero 距离的大小与端口带宽有关系。带宽 cost(默认的对应关系) 10M -- 100 100M -- 19 1G -- 4

   3、确定端口状态
            down/disable:表示端口是关闭的，挂掉的；
			listening：表示的是侦听状态，该状态是不能收发用户数据的
			learning ：表示的是学习状态，该状态是不能收发用户数据的
			forwarding：表示的是转发状态，该状态可以正常收发(最终状态)
			blocking：表示的是阻塞状态，该状态不能收发使用户数据(最终状态)

验证命令： show spanning-tree // 查看交换机上的 STP 信息。

BPDU报文结构： Root-ID //表示的是根交换机的 ID (优先级+base-MAC) Cost //表示的是发送这个BPDU的交换机到根交换机的距离； BID //表示的是发送这个BPDU的交换机的名字； Port-ID //表示的是发送这个BPDU的交换机的出端口 hello-time //表示的是发送BPDU的周期，默认是2s； forward-delay //表示的是转发延迟，默认是15s； max-age //表示的是最大存活时间，默认是20s；

注意： STP在工作过程中，选择交换机角色、端口角色时，是通过比较BPDU的以上的前面的4个字段来进行确定的。如果 root-id相同，则比较下一个， cost值越小越好，如果相同，则比较一下个 BID越小越好，如果相同，则比较下一个 Port-id越小越好，不可能相同。 -port-id的组成： port-优先级 + port-号默认是128

STP收敛时间 -收敛所谓的收敛，指的是当网络出现故障时，到再次恢复联通所需要的时间。 -时间 30s---50s

随着网络的发展，基础网络对网络收敛时间的要求越来越高，故30-50的时间太长了，所以我们开发了新的公有标准协议 - RSTP ，快速生成树。

STP的类型：

公有标准私有协议(cisco) IEEE 802.1d(STP) -生成树 PVST IEEE 802.1w(RSTP) -快速生成树 PV-RSTP IEEE 802.1s(MSTP) -多生成树 MIST

RSTP的工作过程与传统的 STP 相似，

但是能够提高收敛速度的原因，包含以下几个方面：

1、发现问题的效率提高了：在传统的STP中，一个交换机如果发现一个链路出现故障，则会产生一个 TCN BPDU ，为的是告诉根交换机，然后根交换机，重新产生一个新的配置BPDU，然后下发给其他的所有的非根交换机。

在 RSTP 中，一个交换机如果发现一个链路出现故障的话，则会产生一个新的 TCN BPDU ，直接发送给与其相连的所有的交换机

2、解决问题的效率提高了细化端口角色：根端口指定端口替代端口 - 是根端口的替代者；备份端口 - 是指定端口的备份者；精简端口状态： learning -> 学习(该状态学习的MAC地址表) forwarding -> 转发 discarding -> 丢弃（相当于STP中的 down / listening / blocking）

#交换机默认情况下开启了 STP 功能，是可以关闭的； #交换机默认情况下运行的 STP 模式，是 RSTP(不同产品，模式不同) #STP 模式查看： SW1#show spanning-tree summary #STP 模式转变： SW1(config)# spanning-tree mode ? ->就可以看到该设备支持的STP其他模式

注意：在企业项目中，对 STP 最多的操作，也就是仅仅配置一个主根交换机和辅根交换机的身份。一般将其配置到具备高性能转发的交换机上面。

SW1：VLAN10 的主根，VLAN 20 的辅根； spanning-tree vlan 10 priority 0 spanning-tree vlan 20 priority 4096 SW2：VLAN20 的主根，VLAN 10 的辅根； spanning-tree vlan 20 priority 0 spanning-tree vlan 10 priority 4096

我们在配置交换机的 STP 优先级的时候，所配置的数值必须是
   4096的倍数。因为在 BID 的2个字节的优先级中，其实表示
   优先级本身的，仅仅是4个bit，后面的12bit，表示的sys-id-ext
   ，即扩展系统ID，其实数值本身为 VLAN号。主要的目的，就是为了
   引入以VLAN为基础而运行的 STP ，比如 PVST。