stp技术回顾和rstp经典笔记

一．Rstp：快速生成树
1.stp技术回顾 5种状态3种角色

组成三角型组网 该交换网路中（没有三层）主机在同一网段 此时当交换机收到数据帧时，交换机进行泛红整个数据不停地转发 对发出数据帧进行也就是mac表变成地址震荡不停地mac地址震荡 也就是广播风暴 交换机天生解决不了广播 解决广播的是用vLAN 在同广播域用vLAN不同广播域用vlanif 生成树stp协议是解决二层交换网络当中环路问题 该协议就是来破环的 我们通过阻塞某一个端口 swa为根桥设备 swb和swc中间链路 变成所谓ap（阻塞）端口 pc主机a访问pc主机b只能通过swa访问不能直接去swc 就是为了破环
Stp作用：1.通过阻塞（ap端口）端口来达到破环的目的
2.该阻塞端口可以进行冗余备份 当swa与swb链路断开时 swc阻塞端口会自动打开 流量会通过swb到swc在到swa 访问
Stp端口角色：
如果swa设位桥id也就是根设备 那么swa下接口都是指定端口（dp）dp端口主要发送和转发dpbu
Swb和swc接收BPDU的称为根端口（rp） 接受到根的最优路径或出口
最难就是swb和swc直接的链路接口 哪个是dp 哪个是ap 假设swa优先级位4096 swb为8192 swc为32768 那么筛选优先级就是swb为dp swc为ap
根端口在非根桥上选举（rp）
指定端口是在每一个链路上（dp）
阻塞端口（ap）在非根桥进行逻辑阻塞
端口角色变化是秒变得
Stp端口状态一共有（5）种：
1.disable:生成树关闭状态
2.block:ap：端口最终状态一定是block
3.listening：从侦听到学习一共需要15s
4.Learning：从学习到转发一共需要15S
5.forwarding（转发）: dp端口和rp端口最终都是forwarding
从开始到最后总共需要30s
Dis stp brief
Stp工作原理：
1.在二层交换机中选举root（根）交换机选举根看bid（优先级pri和mac）看优先级就能选举根桥和非根桥优先级默认32768 stp root pri 4096 强制优先级为根桥
2在根桥的交换机选举rp（根）端口.这个rp端口是根桥的最佳路径
3.在每一个链路上选举一个dp端口（指定）这个指定端口发BPDU报文或者转发BPDU报文一般情况下root交换机下是dp
4.阻塞端口 不转发用户流量 但接收bpdu 如果接收不到就会工作
端口rp或dp的竞选规则（掌握1-3 不常用4.5）
1.比较设备的bid（就是比较root交换机）
2.接口比较到达root开销值（入向成本之和）一般就是比较rp（端口）
3.发送bid（一般是比较dp）
4.发送设备的pid
5.自己的pid
2.stp生成树不足
1、STP的收敛时间至少为30s 侦听学习 15s 学习到转发15s 15+15=30 计时器超时断开

2、交换机有AP端口，RP端口down掉场景 AP变成RP的时候 收敛时间为30s 当swa和swc故障rp不能用了端口角色秒变可状态需要ap到rp秒变 但rp disasb到for状态大概30s

3、交换机无AP端口，RP端口down掉场景 AP端口变成DP的时候，收敛为30s+20s=50s
角色是秒变但端口状态 50s这个时候swa与swb链路出问题后ap端口有个老化时间20s 超过20s后 自动侦听学习转发所以50s

4、stp交换机连接终端设备的设备，该连接接口也需要30s的时间 用户默认终端也是disable关闭的用户终端连得线也是dp也需要学习

5、拓扑变化机制 机制比较复杂 把我们交换机的MAC地址表有300s直接变成15s 当swc于swg出现问题 swc会向上层发送tcn（拓扑变更报文）的报文 swa会回发tca（确认报文）如果上面还有设备的话还需要发送tcn 所以说机制复杂效率低下

6、端口角色 不清晰 和端口状态 有很多端口的状态都是重复了 在swa为根比的是mac swa到swb到swc为dp swc rc swb rc swc到swb swb端口为ap swc下接着hub交换机它无法识别BPDU报文eo1 和eo2 形成环路 判断hub那个口是阻塞端口通过优先级比较2口是优先级 此时整个链路出现两个ap接口 这时候第二个称为backup角色状态（备份）

3.Rstp

1. RSTP状态：一共三种状态 discarding（由disabled blocking listeing 合成的状态）learning forwarding

   2.Rstp对stp进行改进
   2.1端口角色和状态改变 stp（3）个角色5种状态 rstp（4）个角色3种状态
   备份端口（bp）和预备端口（ap）都是阻塞状态 ap端口是次优端口如果swa与swc出问题ap端口会立即补上 rp的备份端口就是ap端口 dp的备份端口就是bp端口

   如果有多个ap端口就让他们选举选一个最优的充当rp端口 有多个bp端口同理

   统一变成discarding 这是阻塞状态
   Pa机制快速收敛发生的原因 p是提议 a是同意（能够把pa机制讲清就可以）

           1.一定是dp 和 rp 当dp（p位置提议）发送bpdu时 rp接收后也就是
            （a位置）同意后直接进入forwarding转发状态这个过程大概1s种
           2.全双工模式 能发能收
             这两个条件满足才能实现pa机制

   当swa发送p置位时=1的bpdu报文(这是swa是根)swb收到bpdu会有动作（同步变量）
   同步变量：会把所有端口置为down的状态 swb接口都会down 原因是不让现在这个p置位的bpdu在向下广播 接口down了以后会回复a置位时=1的bpdu这时swb已经是forwarding状态 当swa收到了swb 的bpdu就会进入forwarding 1s种完成不需要向stp30s
   Dp和ap 本身就是阻塞状态

根端口切换机制
Swa和swb链路出线问题 swc ap端口立即成为rp端口swb接收不到a的bpdu会向c发送bpdu swb ap端口会存储swb bpdu的缓存 当swc收到swb的bpdu后有感知发现没有存储的bpdu那么强他就会发送bpdu个给swc端口执行pa机制转换为rp

边缘端口机制
连接在终端机连接端口edged port 端口没有时间延迟插上即使用不参与rp的转发 该端口只适用于终端机 该端口不参与stp但会向下发送bpdu 假设接了一个hub形成环路ep端口收到bpdu后就会产生环路就会变成普通端口30s进行转发就会产生dp接口和bp接口

判断拓扑变化的唯一标准就是非边缘端口转换到forwarding状态 不参与生成树变化

Rstp优化机制
stp拓扑收敛靠tcn的报文 然后tca报文确认 最后根桥接收到统一下发tc报文

 如果发生变化他就发送bpdu其他口都被tc置位 超时就可以了大概4s 会把mac清掉

就是那个交换机接口就转发bpdu 发送tc置位端口 这个端口不变其他都变清零
终端是是不触发tc置位
4.RSTP的配置实例
第一步：首先，整个实验中的交换机生成树的运行模式都是RSTP
stp mode rstp

第二步：把SWA优先级设置为0 把SWB优先级设置为4096
SWA的配置
[SW1]stp priority 0
或者
[SW1]stp root primary
同理SWB的配置
[SW2]stp priority 4096
[SW2]stp root secondary
[SW2]
第三步：检查各个的端口的状态
[SW3]display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
第四步：我们可以把连接终端设备的交换机接口设置成边缘端口
[SW2]dis current-configuration interface g0/0/4
#
interface GigabitEthernet0/0/4
stp edged-port enable
#
return

dis current-configuration interface GigabitEthernet 0/0/4
#
interface GigabitEthernet0/0/4
stp edged-port enable
#
return

第五步：
配置root保护功能
#
interface GigabitEthernet0/0/1
stp root-protection
#
配置BPDU保护功能
stp edged-port enable