STP生成樹(shù)協(xié)議與MSTP的基本原理與簡(jiǎn)單配置

• 環(huán)路引起的問(wèn)題
• 為什么要有生成樹(shù)協(xié)議
• BPDU 網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元
• 選舉根交換機(jī)的原則
• 端口角色
• • 端口狀態(tài)描述
  • 選舉根端口指定端口的規(guī)則
• RSTP：快速生成樹(shù)協(xié)議
• MSTP：多實(shí)例生成樹(shù) 讓指定的一個(gè)VLAN或者是多個(gè)VLAN生成一棵樹(shù)，實(shí)現(xiàn)鏈路的負(fù)載均衡

環(huán)路引起的問(wèn)題

環(huán)路引起的問(wèn)題：廣播風(fēng)暴：三個(gè)交換機(jī)兩兩相連，互相廣播，無(wú)限轉(zhuǎn)發(fā)，產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。

環(huán)路引起的問(wèn)題：MAC地址紊亂：產(chǎn)生環(huán)路后，PC1發(fā)送數(shù)據(jù)SW1向SW3進(jìn)行廣播使得SW3F0/1記錄下PC1的MAC地址，SW1傳到SW2，SW2再向SW3進(jìn)行廣播，導(dǎo)致SW3F0/2又記錄了PC1的MAC地址，來(lái)回重復(fù)綁定MAC地址。

為什么要有生成樹(shù)協(xié)議

以為當(dāng)有環(huán)路存在時(shí)，廣播的發(fā)送會(huì)引起全網(wǎng)的廣播風(fēng)暴，因此需要打破環(huán)路生成的條件，而生成樹(shù)協(xié)議就是解決二層廣播風(fēng)暴的重要手段，另外我們會(huì)阻塞一些端口，打破環(huán)路生成條件，當(dāng)鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，這些被阻塞的端口可以過(guò)度到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鏈路的備份作用。

BPDU 網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元

STP的各種選舉是通過(guò)交換BPDU報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)的，BPDU是直接封裝在以太網(wǎng)幀中的（802.3+802.2）
對(duì)于參加STP的所有SW，它們都通過(guò)數(shù)據(jù)消息的交換來(lái)獲取網(wǎng)絡(luò)中其他SW的信息，這種消息就被稱為BPDU。
BPDU是直接封裝在二層的協(xié)議
功能：
1.選舉根橋
2.確定冗余路徑的未知
3.通過(guò)阻塞特定端口來(lái)避免環(huán)路
4.通告網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兏?br /> 5.監(jiān)控生成樹(shù)的狀態(tài)

BPDU每2s由根橋發(fā)送一次（擁有最小bridge-id的交換機(jī)成為根橋）
最初的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)SW都認(rèn)為自己是根橋，都會(huì)發(fā)送BPDU，比較Lowest BID,選舉出一個(gè)根橋，此時(shí)就會(huì)有根橋發(fā)送BPDU。非根橋只進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)只修改bridge-id與cost字段。
BPDU分兩種類型：
1.配置BPDU通常由根網(wǎng)橋以周期性價(jià)格發(fā)出，包括STP參數(shù)，用于進(jìn)行各種選舉
2.TCN（拓?fù)涓耐ǜ?#xff09;BPDU，這種BPDU是當(dāng)交換機(jī)檢測(cè)到拓?fù)浒l(fā)生變更時(shí)所產(chǎn)生。
TCN BPDU這種BPDU是SW檢測(cè)到拓?fù)渥兏鼤r(shí)產(chǎn)生的，可由非根網(wǎng)橋發(fā)出。

選舉根交換機(jī)的原則

lowest BID=網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)+MAC地址（越小越優(yōu)）
交換機(jī)默認(rèn)網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)是32768
設(shè)置橙根網(wǎng)橋的方法
1.修改根網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)命令
【SW1】stp priovity 0 (4096的倍數(shù))
2.設(shè)置此網(wǎng)橋?yàn)楦W(wǎng)橋
【SW2】stp root primary (優(yōu)先級(jí)變?yōu)?)

查看誰(shuí)是根網(wǎng)橋的命令：display stp

端口角色

RP：根端口，每個(gè)非根網(wǎng)橋上有且只有一個(gè)，選舉到在根網(wǎng)橋上路徑開(kāi)始值最小的成為根端口
DP：指定端口。根網(wǎng)橋上每個(gè)端口都是指定端口，非根網(wǎng)橋上需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的端口也是指定端口
AP：預(yù)定端口。該接口狀態(tài)為discarding狀態(tài)，只收BPDU，不發(fā)BPDU。

端口狀態(tài)描述

Disabled（禁用狀態(tài)）：不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，不學(xué)習(xí)MAC地址表，不參與生成樹(shù)計(jì)算。
Blocking（阻塞狀態(tài)）：不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，不學(xué)習(xí)MAC地址表，接收并處理BPDU，不發(fā)送BPDU。
Listening（偵聽(tīng)狀態(tài)）：不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，不學(xué)習(xí)MAC地址，參與生成樹(shù)計(jì)算，接收并發(fā)送BPDU。
Learning（學(xué)習(xí)狀態(tài)）：不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，學(xué)習(xí)MAC地址表，參與生成樹(shù)計(jì)算，接收并發(fā)送BPDU端口。
Fowarding（轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)）：轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，學(xué)習(xí)MAC地址表，參與生成樹(shù)計(jì)算，接收并發(fā)送BPDU端口。

端口由Blocking過(guò)渡到Fowarding有50S延遲，Blocking到Listening有20S老化時(shí)間，Listening到Learning有15s過(guò)渡時(shí)間，Learning到Fowarding有15s延遲。

選舉根端口指定端口的規(guī)則

1.Lowest past cost to root bridge(到達(dá)根的最小路徑開(kāi)銷)
2.Lowest sender BID（最小的發(fā)送方BID）
3.Lowest sender port ID（最小的發(fā)送方）PID：端口優(yōu)先級(jí)（默認(rèn)128）+端口號(hào)

修改網(wǎng)橋接口優(yōu)先級(jí)命令
【SW1-Ethernet0/0/2】stp port priority 0(16的倍數(shù))

查看端口狀態(tài)命令
display stp brief

RSTP：快速生成樹(shù)協(xié)議

作用：縮短生成樹(shù)端口由阻塞到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的過(guò)度時(shí)間開(kāi)啟快速生成樹(shù)方法
開(kāi)啟快速生成樹(shù)協(xié)議
[ ]stp enable
[ ]stp mode rstp

MSTP：多實(shí)例生成樹(shù) 讓指定的一個(gè)VLAN或者是多個(gè)VLAN生成一棵樹(shù)，實(shí)現(xiàn)鏈路的負(fù)載均衡

[SW1]stp mode mstp
將交換機(jī)配置成MSTP模式，MSTP兼 容STP/RSTP。

[SW1]stp region-configuration
進(jìn)入MSTP域視圖MSTP配置模式

[ SW1-mst-region] region-name huawei
配置MSTP域的域名為huawei,缺省為交換設(shè)備主控板上管理網(wǎng)口的MAC地址。

[ SW1- -mst- -region] revision-level 1
配置MSTP域的MSTP修訂級(jí)別的1，缺省情況下MSTP域的MSTP修訂級(jí)別0，需要將各設(shè)備的MSTP修訂級(jí)別修改為一致

配置多生成樹(shù)實(shí)例和VLAN的映射關(guān)系，同一vlan的數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)例，而一個(gè)實(shí)例可以對(duì)應(yīng)多個(gè)vlan(instance1vlan2to10)

[ SW1 -mst-region] instance 1 vlan 10
將vlan 10加入實(shí)例1中

[ SW1-mst-region] instance 2 vlan 20
將vlan 20加入實(shí)例2中

[ SW1 -mst-region] check region-configuration
查看MSTP域配置參數(shù)

[ 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(jī)實(shí)例1的主根橋

[SW1]stp instance 2 root secondary
配置此交換機(jī)為實(shí)例2的備份根橋

[SW2]stp mode mstp
[SW2]stp region-configuration

[ SW2 -mst- region] region-name huawei
[ SW2 -mst- region] revision-level 1

[ SW2-mst-region] instance 1 vlan 10
[ SW2-mst-region]instance 2 vlan 20

[SW2- mst- reg1on] active region- configuration
[ SW2 -mst- region] quit

[SW2]stp instance 1 root secondary
配置sw1交換機(jī)為實(shí)例1的備份根橋

[SW2]stp instance 2 root primary
配置sw2交換機(jī)為實(shí)例2的主根橋

[SW3]stp mode mstp
[SW3]stp region-configuration

[ SW3-mst- region] region-name huawei
[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(jī)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(tài)信息

--------修改交換機(jī)優(yōu)先級(jí)值-------

[SW1] stp priority 0
數(shù)值要為4096的倍數(shù)

[SW1]stp root primary
優(yōu)先級(jí)變?yōu)?

[SW1]dis stp
查看stp信息，可以確定哪個(gè)是根網(wǎng)橋

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STP生成树协议与MSTP的基本原理与简单配置的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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