STP生成树协议原理及实验(STP及MSTP)

it2023-08-11  64

这里写目录标题

一、STP生成树协议的作用二、STP各种选举的报文–BPDU三、STP协议中交换机端口角色四、RSTP快速生成树协议五、MSTP多实例生成树协议

一、STP生成树协议的作用

为了解决环路的问题,所以产生了STP生成树协议 为什么要有生成树协议? 因为当有环路存在时,广播的发送会引起全网的广播风暴,因此需要打破环路生成的条件,而生成树协议就是解决二层广播风暴的重要手段,另外我们会阻塞一些端口,打破环路生成条件,当链路出现问题时,这些被阻塞的端口可以过渡到转发状态,实现链路的备份的作用。

STP生成树的作用: 消除环路(自动计算阻塞哪个端口) 链路备份(原来阻塞的端口进行up)

二、STP各种选举的报文–BPDU

BPDU网桥协议数据单元: STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的,BPDU是直接封装在以太网帧中的。 对于参与STP的所有SW,它们都通过数据消息的交换来获取网络中其他SW的信息,这种消息被称为BPDU。 BPDU是直接封装在二层的协议

BPDU的功能: 1.选举根桥 2.确定冗余路径的位置 3.通过阻塞特定端口来避免环路 4.通过网络的拓扑变更 5.监控生成树的状态 BPDU每2S由根桥发送一次。(拥有最小bridge-id的交换机成为根桥) 最初的网络,每个SW都认为自己是根桥,都会发送BPDU,比较Lowest BID,选举出一个根桥,此时就只有根桥发送BPDU。非根桥只进行转发,转发时只修改bridge-id和cost字段。

BPDU分两种类型: 配置BPDU—通常由根网桥以周期性间隔发出,包括了STP参数,用于进行各种选举。 TCN(topology change notification拓扑变更通告)BPDU—这种BPDU是当交换机检测到拓扑发生变更时所产生。 TCNBPDU:这种BPDU是SW检测到拓扑变更时产生的。可由非根网桥发出。

选举根交换机的规则: Lowest BID=网桥优先级 + MAC地址 (越小越优) 交换机默认网桥优先级是32768

设置成根网桥两种方法: 下面展示一些 内联代码片。 1.修改网桥优先级命令

[SW1]stp priority 0(数值需要设定为4096的倍数)

2.设置此网桥为根网桥

[SW1]stp root primary(优先级将变为0

查看谁是根网桥的命令:

display stp

三、STP协议中交换机端口角色

端口角色: RP:根端口.每个非根网桥上有且只有一个,选举到达根网桥上路径开销值最小的成为根端口 DP:指定端口.根网桥上每个端口都是指定端口,非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口 AP:预备端口.该接口状态为blocking状态,只收BPDU,不发BPDU 端口状态描述: Disabled(禁用状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表,不参与生成树计算. Blocking(阻塞状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表,接收并处理BPDU,不发送BPDU Listening(监听状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表.参与生成树计算,接收并发送BPDU Learning(学习状态):不转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接受并发送BPDU Forwarding(转发状态):转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接受并发送BPDU 端口由Blocking过度到Forwarding有50S延时,Blocking到Listening有20S老化时间,Listening到Learning有15S过度时间,Learning到Forwarding有15S过度时间.

AP:blocking状态 RP和DP:forwarding状态 转发状态和阻塞状态是稳定状态,监听和学习状态是过渡状态 注意:华为模拟器里阻塞状态显示的是discarding

选举根端口、指定端口的规则: 1:Lowest path cost to root bridge (到达根的最小路径开销) 2:Lowest secder BID(最小的发送方BID) 3:Lowest sender port ID (最小的发送方PID)端口优先级(默认128)+发送方端口号 BW Cost 10M 100 100M 19 1G 4 10G 2

四、RSTP快速生成树协议

RSTP:快速生成树协议 缩短生成树端口由阻塞到转发状态的过度时间 (blocking到forwarding只要30s) 开启快速生成树方法

[Huawei]stp enable [Huawei]stp mode rstp

五、MSTP多实例生成树协议

MSTP:多实例生成树,让指定的一个vlan或者是多个vlan生成一棵树,实现链路的负载均衡 (生产环境常用)

如何配置的命令整理如下:

stp mode mstp ##stp模式设置为mstp stp region-configuration ##进入mstp设置模式 region-name huawei ##区域名称为huawei revision-level 1 ##版本级别为1 instance 1 vlan 10 ##定义实例1为vlan10 instance 2 vlan 20 ##定义实例2为vlan20 active region-configuration ##对mstp配置保存 [Huawei]stp instance 1 root primary ##定义本交换机为实例1的根 [Huawei]stp instance 2 root secondary ##定义本交换机为实例2的备选根
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