生成树协议（STP和MSTP）（生成树协议stp的主要作用）

生成树协议（STP和MSTP）（生成树协议stp的主要作用）

生成树协议（STP）

STP概述

交换网络环路的产生

广播风暴的形成 多帧复制 MAC地址表紊乱

STP简介

STP - Spanning Tree Protocol（生成树协议） 逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生 当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用

STP工作原理

生成树算法及验证

• 生成树算法步骤

  1. 选择根网桥（Root Bridge）

     • 网桥ID是唯一的
     • 选择交换网路中网桥ID最小的交换机称为根网桥
     • 网桥组成：网桥优先级（2字节）+网桥的MAC地址（6字节）
     • 取值范围：0 ~ 65535 缺省值：32768

  2. 选择根端口（Root Ports）（在非根网桥上，选择一个根端口）

     • 到根网桥最低的根路径成本

     网桥到根网桥的根路径上的所有链路的成本之和

     带宽与路径成本的关系

     链路带宽（Mbps）	路径成本
     10	100
     16	62
     45	39
     100	19
     155	14
     622	6
     1000	4
     10000	2

     • 直连的网桥ID最小

     • 端口ID最小（比较根网桥上的端口，最小ID对面的端口）

     • 端口ID：端口优先级（2位）+ 端口编号（8位）
     • 取值范围：0 ~ 255
     • 缺省值：128

  3. 选择指定端口（Designated Ports）

     • 根网桥上的端口全是指定端口

     • 在每个网段上，选择一个指定端口

     • 非根桥上的指定端口，选择顺序

     根路径成本较低

     所在的交换机的网桥ID的值较小

     端口ID的值较小

  4. 最终形成逻辑结构无环拓扑

BPDU（桥协议数据单元）

BPDU Bridge Protocol Data Unit - 桥协议数据单元 使用组播发送BPDU BPDU类型 配置BPDU 拓扑变更通告（TCN）BPDU BPDU报文字段 根网桥ID，根路径成本，发送网桥ID，端口ID STP利用BPDU选择根网桥 当交换机启动时，假定自己是根网桥，再向外发送的BPDU中根网桥ID字段填写自己的网桥ID 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中

STP的收敛

STP的应用

STP与VLAN的关系

IEEE通用生成树（CST）不考虑VLAN，可能会有一条VLAN链路被断开 PVST（Cisco私有，Huawei叫MSTP）为每个VLAN构造一个生成树实例，实现网络的负载分担（均衡） 生成树实例和VLAN的映射关系，同一个VLAN的数据只能对应一个实例，而一个实例可以对应多个VLAN

PVST+的配置命令

PVST+的配置案例

路由器R1配置

[r1]int g0/0/0 [r1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.1 24 [r1-GigabitEthernet0/0/0]q [r1]int g0/0/1 [r1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.20.1 24

交换机SW1配置

[sw1]vlan batch 10 20 Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw1]in e0/0/1 [sw1-Ethernet0/0/1]port link-type trunk [sw1-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all [sw1-Ethernet0/0/1]in e0/0/3 [sw1-Ethernet0/0/3]port link-type trunk [sw1-Ethernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all [sw1-Ethernet0/0/3]in e0/0/2 [sw1-Ethernet0/0/2]port link-type access [sw1-Ethernet0/0/2]port default vlan 10 [sw1-Ethernet0/0/2]quit [sw1]stp mode mstp ### 将交换机配置成MSTP模式，MSTP兼容STP/RSTP [sw1]stp region-configuration ### 进入MSTP域视图MSTP配置模式 [sw1-mst-region]region-name nrh ##配置MSTP域的域名，缺省为交换设备主控板上管理网口的MAC地址 [sw1-mst-region]revision-level 1 ### 修订级别为1，缺省情况下MSTP域的MSTP修订级别为0，需要将各设备的MSTP修订级别修改为一致 [sw1-mst-region]instance 10 vlan 10 ### 将vlan 10加入实例10中 [sw1-mst-region]instance 20 vlan 20 ### 将vlan 20加入实例20中 [sw1-mst-region]check region-configuration ### 查看MSTP域配置参数 Admin configuration Format selector :0 Region name :nrh Revision level :1 Instance VLANs Mapped 0 1 to 9, 11 to 19, 21 to 4094 10 10 20 20 [sw1-mst-region]active region-configuration ### 激活MSTP域的配置（必须配置） Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw1-mst-region]q ### 退出配置模式 [sw1]stp instance 10 root primary ### 配置此交换机为实例10的主根网桥 [sw1]stp instance 20 root secondary ### 配置此交换机为实例20的备份网桥 [sw1]stp enable [sw1]dis stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 10 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 10 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE 10 Ethernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE 20 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 20 Ethernet0/0/3 ROOT FORWARDING NONE

交换机SW2的配置

[sw2]vlan batch 10 20 Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw2]int e0/0/1 [sw2-Ethernet0/0/1]port link-type trunk [sw2-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all [sw2-Ethernet0/0/1]int e0/0/3 [sw2-Ethernet0/0/3]quit [sw2]int e0/0/2 [sw2-Ethernet0/0/2]port link-type trunk [sw2-Ethernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all [sw2-Ethernet0/0/2]int e0/0/3 [sw2-Ethernet0/0/3]port link-type access [sw2-Ethernet0/0/3]port default vlan 20 [sw2-Ethernet0/0/3]quit [sw2]stp mode mstp [sw2]stp region-configuration [sw2-mst-region]region-name nrh [sw2-mst-region]revision-level 1 [sw2-mst-region]instance 10 vlan 10 [sw2-mst-region]instance 20 vlan 20 [sw2-mst-region]active region-configuration Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw2-mst-region]quit [sw2]stp instance 10 root secondary ### 配置SW1交换机为实例1的备份网桥 [sw2]stp instance 20 root primary ### 配置SW2交换机为实例2的主根网桥 [sw2]stp enable ### 启动MSTP [sw2]dis stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI DISCARDING NONE ### DISCARDING（阻塞端口） 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 DESI DISCARDING NONE 10 Ethernet0/0/1 DESI DISCARDING NONE 10 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 20 Ethernet0/0/1 DESI DISCARDING NONE 20 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE 20 Ethernet0/0/3 DESI DISCARDING NONE

交换机SW3的配置

[sw3]vlan batch 10 20 Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw3]int e0/0/3 [sw3-Ethernet0/0/3]p l a [sw3-Ethernet0/0/3]p d v 10 [sw3-Ethernet0/0/3]int e0/0/4 [sw3-Ethernet0/0/4]p l a [sw3-Ethernet0/0/4]p d v 20 [sw3-Ethernet0/0/4]int e0/0/1 [sw3-Ethernet0/0/1]p l t [sw3-Ethernet0/0/1]p t a v a [sw3-Ethernet0/0/1]int e0/0/2 [sw3-Ethernet0/0/2]p l t [sw3-Ethernet0/0/2]p t a v a [sw3-Ethernet0/0/2]quit [sw3]stp mode mstp [sw3]stp region-configuration [sw3-mst-region]region-name nrh [sw3-mst-region]revision-level 1 [sw3-mst-region]instance 10 vlan 10 [sw3-mst-region]instance 20 vlan 20 [sw3-mst-region]active region-configuration Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done. [sw3-mst-region]q [sw3]stp enable [sw3]dis stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ALTE DISCARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 DESI DISCARDING NONE 0 Ethernet0/0/4 DESI DISCARDING NONE 10 Ethernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 10 Ethernet0/0/2 ALTE DISCARDING NONE 10 Ethernet0/0/3 DESI DISCARDING NONE 20 Ethernet0/0/1 ALTE DISCARDING NONE 20 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 20 Ethernet0/0/4 DESI DISCARDING NONE

验证连通性

对LSW3的E0/0/1端口进行抓包

可看到该条线路上仅有PC1的Request和PC2的Reply通过

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