笔记 STP

STP -定义 -作用 -类型 1、802.1d - STP :生成树协议 PVST/PVST+(思科) 2、802.1w - RSTP :快速生成树协议 PV-RSTP(思科) 3、802.1s - MSTP :多生成树协议 -报文

PVST：per-vlan STP，即在每个 VLAN 内部都运行一个 STP (802.1d)；

STP的工作过程： 1、确定交换机的角色 根交换机：整个交换网络中，有且只有一个； 非根交换机：剩余的其他交换机，都称之为非根交换机

    注意：
        每一个非根交换机都会计算出一条去往根交换机的最短的、
        无环、2层数据转发路径，并且最终该路径是“转发”状态；

        选举原则：
              比较每个交换机的 BID (bridge ID):优先级+MAC地址
              优先级：默认值为 32768 ； 2个字节；
              MAC地址：使用的是交换机的主板MAC；6个字节；
                 比较原则 - 
                       首先比较优先级，越小越好；
                       其次比较MAC地址，越小越好；

2、确定端口的角色
        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；

        指定端口：在每一个"网段/segment"中，有且只有一个；
                距离根交换机最近的端口；

        非指定端口：其他所有端口，都叫做“非指定端口”

3、确定端口的状态
        down       -关闭(指的是当前端口没有启动STP)

        listening  -侦听，此时侦听的是网络中的所有的BPDU
                          目的是为了确定交换机和端口的角色；
                          端口在该状态停留15s；

        learning   -学习，该阶段主要是学习端口上收到的数据帧
                           的源MAC地址，从而形成 MAC地址表；
                           端口在该状态停留15s；

        forwarding -转发(最终状态)，该状态实现数据包的发送和接收

        blocking   -阻塞(最终状态)，该状态不能发送和接收数据包；
                                    只能接收 BPDU。

BPDU类型： 1、配置BPDU 用于创建和维护 STP 无环转发路径树 2、TCN BPDU 只有当 STP 无环转发路径树(拓扑)变化的时候，才会 产生并发送。 并且是：感知到该变化的交换机，产生 TCN BPDU ，只 发送给根交换机，然后再由根交换机转发给其他的所有 非根交换机；

STP计时器： hello:交换机周期性发送 BPDU 的时间间隔，默认是 2s ； forward-delay : 转发延迟，默认时间为15s ; max-age：最大老化时间，默认时间为 20s ；

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STP参数修改(思科)： 1、修改交换机的 STP 优先级 (确保网络中有主根交换机和辅根交换机) spanning-tree vlan x priority {value} , value 是4096的倍数

2、修改交换机的 STP 模式 (必须确保网络的所有交换机的STP模式相同)
        spanning-tree mode  {pvst | rapid-pvst | mstp }

3、修改交换机的 端口  cost 
        interface fas0/22 (该链路指的是 trunk 链路)
           spanning-tree  vlan 3 cost {value} 
4、针对某个 VLAN ，关闭 STP 功能
        no spanning-tree vlan x 

STP参数修改(华为)： 1、修改交换机的 STP 优先级： [SW] stp priority {value} -> 必须得是4096的倍数 2、修改交换机的 STP 模式 [SW] stp mode {stp | rstp | mstp } 3、修改交换机的端口的 STP cost ： [SW]interface fas0/13 [sw-fas0/13]stp cost {value} 4、在交换机上关闭/开启 STP ： [sw]stp disable -> 关闭 STP ； [sw]stp enable -> 开启 STP ，默认是开启的；

验证命令： show spanning-tree vlan x ->可以查看交换机上关于 VLAN x 的 STP 信息 show spanning-tree ->可以查看交换机上关于所有VLAN的 STP 信息 show spanning-tree summary ->可以查看交换机运行的 STP 的模式； show version -> 可以查看交换机的 base mac ；

display  stp  
display  stp brief 

注意： 交换机上的 STP 功能，默认都是开启的；可以人工关闭；

============================================================= MSTP的配置： - MST域(region)，同一个域中，可以同时包含多个实例； - MSTI(instance)，即MST 实例，一个MSTI 可以同时关联多个 VLAN ；

配置 MST region [SW]stp region-configuration [sw-mstp-region]region-name {string} //配置 region 的名字； [sw-mstp-region]instance {id} vlan x y z m n //配置关联的VLAN [sw-mstp-region]active region-configuration [sw-mstp-region]display this 配置 MSTI [sw1]stp instance {id} priority {value} <-将 SW1设置为 实例id 的根；

验证命令： display stp instance {id} display stp brief 注意： 默认情况下，所有的 VLAN 都是属于 instance 0 ; (系统的默认instance) 一个MSTP网络中，可以同时包含多个 region ； 每个MST Region 中，可以包含多个 instance （MSTI） 属于相同 region 的交换机上，以下参数必须相同： #region-name #实例与vlan的映射关系必须相同

属于同一个 region 中的多个交换机之间，可以基于 instance 进行
   流量的负载均衡和备份；

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STP 收敛速度比较慢 ：30-50s

RSTP收敛速度要比 STP 快，因为做了以下改进： 1、发现问题比较快

2、反应/传输问题比较快 发现拓扑变更的交换机，会产生TCN BPDU，直接发送给与自己相连 的其他所有交换机；

3、解决问题比较快

端口角色细化：

根端口(root port ) 
指定端口 (designated port )  
替代端口(alternative port ):是根端口的备胎；
备份端口(bakcup port ):是指定端口的备胎

(边缘端口：一般都建议关闭 STP ；或者将连接非交换机的端口，设置非边缘端口)

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端口状态精简化： learning ：学习 forwarding ：转发 discarding ：丢弃，相当于之前 STP 中的 down / blocking / listening

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案例：

1 案例1：STP算法 1.1 问题 选择出根网桥、根端口、指定端口、被阻塞的端口。

1.2 方案 如图-1所示：

1.3 步骤 实现此案例需要按照如下步骤进行。

1）每个广播域选择根网桥（Root Bridge）

每个非根网桥选择根端口（Root Ports） 每个网段上选择指定端口（Designated Ports） 2）结果如图-2所示

2 案例2：配置STP 2.1 问题 首先查看当前根网桥，然后通过修改交换机的优先级来分配根网桥。

2.2 方案 使用eNSP搭建实验环境，如图-3所示。

2.3 步骤 实现此案例需要按照如下步骤进行。

[A]stp mode stp [B]stp mode stp [C]stp mode stp [D]stp mode stp [A]dis stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :32768.4c1f-cc3b-03cb Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :32768.4c1f-cc17-3481 / 200000 CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc3b-03cb / 0 CIST RootPortId :128.2 BPDU-Protection :Disabled TC or TCN received :106 TC count per hello :0 STP Converge Mode :Normal Time since last TC :0 days 0h:9m:8s Number of TC :12 Last TC occurred :Ethernet0/0/2 [B]dis stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :32768.4c1f-cc17-3481 Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :32768.4c1f-cc17-3481 / 0 CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc17-3481 / 0 CIST RootPortId :0.0 BPDU-Protection :Disabled TC or TCN received :23 TC count per hello :0 STP Converge Mode :Normal Time since last TC :0 days 0h:9m:52s Number of TC :13 Last TC occurred :Ethernet0/0/4 [C]dis stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :32768.4c1f-cc50-3d65 Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :32768.4c1f-cc17-3481 / 400000 CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc50-3d65 / 0 CIST RootPortId :128.4 BPDU-Protection :Disabled TC or TCN received :92 TC count per hello :0 STP Converge Mode :Normal Time since last TC :0 days 0h:10m:26s Number of TC :11 Last TC occurred :Ethernet0/0/4 [D]dis stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :32768.4c1f-cc22-4507 Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :32768.4c1f-cc17-3481 / 200000 CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc22-4507 / 0 CIST RootPortId :128.2 BPDU-Protection :Disabled TC or TCN received :49 TC count per hello :0 STP Converge Mode :Normal Time since last TC :0 days 0h:11m:12s Number of TC :13 Last TC occurred :Ethernet0/0/2 可以看出，交换机B是根网桥。

[A]stp priority 4096 [A]dis stp -------[CIST Global Info][Mode STP]------- CIST Bridge :4096 .4c1f-cc3b-03cb 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-cc3b-03cb / 0 CIST RegRoot/IRPC :4096 .4c1f-cc3b-03cb / 0 CIST RootPortId :0.0 BPDU-Protection :Disabled TC or TCN received :108 TC count per hello :0 STP Converge Mode :Normal Time since last TC :0 days 0h:0m:14s Number of TC :15 Last TC occurred :Ethernet0/0/3 此时，根网桥已经是交换机A了。

3 案例3：配置MSTP及负载均衡 3.1 问题 配置MSTP实现多生成树效果 配置A成为vlan 10 和 20 的主根，vlan 30 和 40 的次根 配置B成为vlan 30 和 40 的主根，vlan 10 和 20 的次根 查看配置信息 3.2 方案 使用eNSP搭建实验环境，如图-4所示。

3.3 步骤 实现此案例需要按照如下步骤进行。

[A]vlan batch 10 20 30 40 [A]int e0/0/2 [A-Ethernet0/0/2]port link-type trunk
[A-Ethernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all [A]int e0/0/3 [A-Ethernet0/0/3]port link-type trunk
[A-Ethernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all 交换机B、C也同样配置。

[A]stp region-configuration [A-mst-region]region-name tedu [A-mst-region]instance 1 vlan 10 20 [A-mst-region]instance 2 vlan 30 40 [A-mst-region]active region-configuration 查看配置：

[A-mst-region]dis this

stp region-configuration region-name tedu instance 1 vlan 10 20 instance 2 vlan 30 40 active region-configuration

return 交换机B、C也同样配置。

3）配置主根与次根

[A]stp instance 1 priority 4096 [A]stp instance 2 priority 8192 [B]stp instance 2 priority 4096 [B]stp instance 1 priority 8192 4）验证

[A]dis stp instance 1 -------[MSTI 1 Global Info]------- MSTI Bridge ID :4096.4c1f-cc87-1de7 MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc87-1de7 / 0 MSTI RootPortId :0.0 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :200000 TC received :5 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:3m:6s Number of TC :4 Last TC occurred :Ethernet0/0/2 ----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc87-1de7 / 128.2 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :4 TC or TCN received :3 ----[Port3(Ethernet0/0/3)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc87-1de7 / 128.3 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :2 TC or TCN received :2 [A]dis stp instance 2 -------[MSTI 2 Global Info]------- MSTI Bridge ID :8192.4c1f-cc87-1de7 MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc0d-76bc / 200000 MSTI RootPortId :128.2 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :200000 TC received :4 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:3m:49s Number of TC :4 Last TC occurred :Ethernet0/0/2 ----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]---- Port Role :Root Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc0d-76bc / 128.1 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :4 TC or TCN received :3 ----[Port3(Ethernet0/0/3)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :8192.4c1f-cc87-1de7 / 128.3 Port Times :RemHops 19 TC or TCN send :2 TC or TCN received :1 [B]dis stp instance 1 -------[MSTI 1 Global Info]------- MSTI Bridge ID :8192.4c1f-cc0d-76bc MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc87-1de7 / 200000 MSTI RootPortId :128.1 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :0 TC received :4 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:5m:26s Number of TC :4 Last TC occurred :Ethernet0/0/3 ----[Port1(Ethernet0/0/1)][FORWARDING]---- Port Role :Root Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc87-1de7 / 128.2 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :3 TC or TCN received :4 ----[Port3(Ethernet0/0/3)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :8192.4c1f-cc0d-76bc / 128.3 Port Times :RemHops 19 TC or TCN send :1 TC or TCN received :0 [B]dis stp instance 2 -------[MSTI 2 Global Info]------- MSTI Bridge ID :4096.4c1f-cc0d-76bc MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc0d-76bc / 0 MSTI RootPortId :0.0 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :0 TC received :6 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:6m:4s Number of TC :5 Last TC occurred :Ethernet0/0/3 ----[Port1(Ethernet0/0/1)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc0d-76bc / 128.1 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :3 TC or TCN received :4 ----[Port3(Ethernet0/0/3)][FORWARDING]---- Port Role :Designated Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc0d-76bc / 128.3 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :2 TC or TCN received :2 [C]dis stp instance 1 -------[MSTI 1 Global Info]------- MSTI Bridge ID :32768.4c1f-ccb8-32b8 MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc87-1de7 / 200000 MSTI RootPortId :128.1 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :200000 TC received :3 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:6m:58s Number of TC :3 Last TC occurred :Ethernet0/0/1 ----[Port1(Ethernet0/0/1)][FORWARDING]---- Port Role :Root Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc87-1de7 / 128.3 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :2 TC or TCN received :2 ----[Port2(Ethernet0/0/2)][DISCARDING]---- Port Role :Alternate Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :8192.4c1f-cc0d-76bc / 128.3 Port Times :RemHops 19 TC or TCN send :0 TC or TCN received :1 [C]dis stp instance 2 -------[MSTI 2 Global Info]------- MSTI Bridge ID :32768.4c1f-ccb8-32b8 MSTI RegRoot/IRPC :4096.4c1f-cc0d-76bc / 200000 MSTI RootPortId :128.2 Master Bridge :32768.4c1f-cc0d-76bc Cost to Master :200000 TC received :4 TC count per hello :0 Time since last TC :0 days 0h:7m:32s Number of TC :4 Last TC occurred :Ethernet0/0/2 ----[Port1(Ethernet0/0/1)][DISCARDING]---- Port Role :Alternate Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :8192.4c1f-cc87-1de7 / 128.3 Port Times :RemHops 19 TC or TCN send :1 TC or TCN received :2 ----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]---- Port Role :Root Port Port Priority :128 Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=200000 Designated Bridge/Port :4096.4c1f-cc0d-76bc / 128.3 Port Times :RemHops 20 TC or TCN send :2 TC or TCN received :2 查看负载均衡：

[A]dis stp bri MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 2 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 2 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE [B]dis stp bri MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 2 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 2 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE [C]dis stp bri MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 ALTE DISCARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 1 Ethernet0/0/2 ALTE DISCARDING NONE 2 Ethernet0/0/1 ALTE DISCARDING NONE 2 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE C上VLAN 10 20的流量通过Ethernet0/0/1口到A，VLAN 30 40的流量通过Ethernet0/0/2口到B，实现了链路的负载均衡。