HCIP 第十七天笔记STP协议

STP的状态

1，禁用—1，接口关闭情况下；2，接口禁用生成树协议
2，阻塞—生成树协议激活接口后进入的第一个状态。该状态下，接口只能侦听BPDU，不能转发BPDU和业务帧，也不能学习MAC地址
3，侦听—STP角色选举阶段，这个状态下可以收发BPDU，但是不能转发业务数据，也不能学习MAC地址。
4，学习—该状态需要停留15S，只学习业务数据帧中的MAC地址，但是不进行转发。
5，转发—可以正常的接受发送BPDU及业务数据

STP的配置

[sw1]stp mode ?—修改STP选择的协议版本—华为设备默认选择的是MSTP协议
mstp Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) mode
rstp Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) mode
stp Spanning Tree Protocol (STP) mode

[sw1]stp enable —华为设备默认激活了STP，所以，这一步可以不用写

[sw6]display stp—查看STP信息
[sw3]display stp brief —查看STP接口的角色和状态信息
[sw5]stp priority 28672—修改优先级的命令，必须按照4096的倍数来修改
[sw1]stp root primary —将一台交换机设置成为根网桥----实质上是将该设备的BID中的优先级修改为0。
[sw2]stp root secondary —将一台交换机设置成为备份根网桥

802.1D生成树协议的缺陷

1，收敛速度慢
2，链路利用率低
PVST —基于VLAN的生成树协议—一个VLAN一棵树—PVST的问题是如果交换网络中存在大量VLAN时，则需要大量树，每棵树都需要通过配置BPDU来来维护树形结构，则造成资源占用过大。
RSTP —快速生成树—802.1W —一个交换网路中只有一棵树—RSTP可以向下兼容802.1D，需要按照802.1D的规则来执行

改进点1：变更了端口角色
802.1D —根端口，指定端口，非指定端口802.1W —根端口，指定端口，替代端口，备份端口
替代端口—主要目的是成为根端口的备份。由于学习到其他网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口，他提供的是从指定桥到根桥的另一条路径，作为根端口的备份。当一个根端口失效后，则最优的替代端口可以直接成为根端口，直接进入转发状态。
备份端口—主要目的是成为指定端口的备份。由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。如果指定端口失效后，则将第一时间替代指定端口，直接进入转发状态。

改进点2：修改了端口的状态类型
802.1D —禁用，阻塞，侦听，学习，转发
802.1W —DISCARDING—丢弃状态—接口不转发业务流量也不学习MAC地址

改进点3：对配置BPDU的报文内容进行修改

在RSTP当中，构建及维护树形结构使用BPDU被称为RST BPDU，其BPDU的类型使用0X02来表示，相当于802.1D当中的配置BPDU。

P/A机制—加快收敛
RSTP通过P/A机制来保证一个指定端口得以从丢弃状态快速的进入到转发状态，从而加速了生成树的收敛。在P/A机制当中，存在一个“同步状态”，实际上就是将其他所有接口进行堵塞，防止临时环路的产生。

改进点4：对配置BPDU的处理
1，当拓扑结构稳定后，配置BPDU的发送方式发生变化
2，更短的BPDU的超时时间

改进点5：快速收敛机制
1，根端口和指定端口的快速切换—利用替代端口和备份端口
2，设置边缘接口
在802.1W当中，我们可以将交换机连接终端的接口手工配置称为边缘接口，其作用时这些接口将不参与STP生成树角色的选举，之后，这些接口断开，也不会触发结构拓扑变更。
3，P/A机制

改进点6：拓扑变更机制的改进
802.1D：拓扑变更需要通过TCN逐级上报到根网桥，之后，由根网桥逐级下发TC置整个交换网络，将MAC地址表从300S老化时间改为15S老化。802.1W：拓扑变更设备直接发送TC标记位配置BPDU，之后传递给所有设备，所有设备收到后将直接清空MAC地址表。

MSTP —多生成树协议

在MSTP当中，我们引入了instance实例的概念----可以理解为时一个或多个VLAN的集合为了区分和标定不同的instance，我们设计了instance-ID —12位二进制构成—其取值范围为0 -4094 —华为设备默认会生成instance 0，并且，所有的VLAN一开始都默认属于instance 0。

在BID当当中，前2个字节为优先级，这个优先级，实际只使用了前4位。后面12位被称为扩展系统ID，这个拓展系统ID其作用就是用来携带instance ID的。用来区分不同树发送BPDU。----一个实例一棵树。

Region —域—类似于OSPF当中的区域，当一个交换网络规模较大时，可以将其划分为多个MST 域，当然，如果一个交换网络规模较小，则只划分一个MST 域也可以。
1，具有相同的域名—Region name
2，必须具备相同修订等级----revision leve
3，相同的VLAN和instance的映射关系

MSTP的配置

交换网络中存在10个VLAN，其中VLAN1 -5将走以SW1作为根生成树的链路，vlan 6 -10走以SW2为根的树。并且两台设备互为备份。
1，创建VLAN
2，配置trunk干道
3，更改生成树的模式
[sw1]stp mode mstp —可以不用改，因为华为设备默认使用MSTP协议
4，配置MST域
[sw1]stp region-configuration —进入域视图
[sw1-mst-region]region-name aa—定义域名
[sw1-mst-region]revision-level 1—修改修订等级
[sw1-mst-region]instance 1 vlan 1 to 5—配置实例和VLAN的对应关系
[sw1-mst-region]active region-configuration ----注意，这个配置必须要做，其作用是激活域配置，如果不执行该命令，则所有配置将不生效。
5，干涉选举
[sw1]stp instance 1 root primary —将该设备设置为实例1的根网桥
[sw2]stp instance 1 root secondary —将该设备设置为实例1的备份根网桥