STP生成樹協議原理及配置

STPSpanningTree Protocol,生成樹協議。

作用:在實際的網絡環境當一個物理環路可以提高網絡的可靠性,當一條線路斷掉的時候,另外一條鏈路仍然可以傳輸數據。但是在交換的網絡中,當交換機接受到一個未知的目的地址的數據幀的時候,交換機的操作是將這個數據幀廣播出去,這樣,在存在物理環路的交換機網絡中,就會產生一個雙向的廣播環,甚至產生廣播風暴,導致交換機死機。STP協議在邏輯上斷開網絡的環路,防止廣播風暴的產生,而一旦正在用的線路出現故障,被邏輯上斷開的線路又被連通,繼續傳輸數據。

原理:主要是生成樹的算法(STA),可以歸納3個步驟:

1、選擇根網橋(RootBrige,網橋id是一個8字節的字段,前兩個是十幾只數值是網橋的優先級(取值範圍是0-65535,默認爲32768,值越小優先級越高),後6個字節是網橋的MAC地址(交換機的MAC地址)。

結論:在選擇根網橋的時候,優先相同級的情況下,那個MAC地址小,誰就是根網橋。

2、選擇根端口(Root Ports),依照的順序依次是:到根網橋最低的根路徑成本(根路徑成本是兩個網橋間的路徑上所有鏈路的成本之和,鏈路傳輸的速率越大,傳輸數據的成本越低,10=100100=191000=410000=2);直連的網橋ID最小;端口ID最小。端口ID是一個2字節的STP參數,由一個字節的端口優先級(取值範圍0-255,默認是128)和一個自己的端口編號組成。

結論:當根路徑成本相同的時候,比較連接的交換機的網橋ID值,值小的作爲根端口;當網橋ID相同的時候,比較端口ID值,選擇值小的作爲根端口。

3、選擇指定端口(DesignatedPorts),爲了消除橋接賄賂形成的可能,STP進行最後的計算,在每一個網段上選擇一個指定端口,選擇指定的端口依據與根端口的相同。順序也有三個:根路徑成本較低;所在的交換機的網橋ID的值較小;端口ID的值較小。

結論:根網橋沒有根端口,根網橋上的端口都是指定端口,根端口和指定端口都是轉發端口。

BPDU:橋協議數據單元,交換機使用該接口的MAC地址作爲源地址,利用一個STP組播地址01-80-C2-00-00作爲目的地址發送BPDU,每隔2秒,交換機向所有的交換機端口發送一個BPDU報文,通過BPDU來交換網橋ID/根路徑成本信息。

BPDU的分類:配置BPDU用於生成樹計算,TCN BPDU通告,用於通告網絡拓撲的變化。

生成樹的狀態分爲5種:禁用disable/阻塞blocking/偵聽listening/學習learning/轉發forwardinghello時間2s,轉發延遲15s,最大老化時間20s。從阻塞到偵聽20s,從偵聽到學習15s,從學習到轉發15s

vlan與生成樹的關係:

IEEE的通用生成樹CSTcisco的每vlan生成樹PVSTcisco的能兼容CSTPVSTPVST+);還有RSTPMST(在進程裏給不同的vlan做樹)。

PVST的配置命令:
switch(config)#spanning-tree vlan 1
switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary|secondary
switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 小於<24576
switch(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost cost
switch(config-if)#spanning-tree vlan 1 port-priority <24576
switch(config)#spanning-tree uplinkfast
switch(config)#spanning-tree portfast
以太網通道的配置:
switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 2
switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on
查看命令:
switch#show spanning-tree
switch#show spanning-tree vlan 1 detail


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