eNSP学习——华为交换机STP配置和选路规则

目录

原理概述

实验内容    

实验目的

实验步骤

实验拓扑

实验步骤

基本配置

配置网络中的根交换机

理解根端口的选举

理解指定端口的选举（首先比较根路径开销）

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原理概述

          STP是用来避免数据链路层出现逻辑环路的协议，使用BPDU传递网络信息计算出一根无环的树状网络结构，并阻塞特定端口。在网络出现故障的时候，STP能快速发现链路故障，并尽快找出一条路径进行数据传输。
        交换机上运行的STP通过BPDU信息交互，选举根交换机，然后每台非根交换机选择用来与根交换机通信的根端口，之后每一个网段选择用来转发数据至根交换机的指定端口，最后剩余端口则被阻塞。
        在STP工作过程中，根交换机的选举，根端口、指定端口的选举都非常重要。华为VRP提供了各种命令来调整STP的参数，用以优化网络。

实验内容    

        公司购置四台交换机，组建网络。出于网络的可靠性考虑，把四台交换机做如下拓扑搭建。由于默认情况下，交换机之间运行STP后，根交换机、根端口、指定端口的选择会基于交换机的MAC地址的大小。
        有如下需求：S1作为主根交换机，S2作为S1的备份根交换机。同时对于S4交换机，e0/0/1接口应作为根端口。对于S2和S3之间的链路，应保证S2的E0/0/3接口作为指定端口。同时在交换机S3上，存在两个接口E0/0/10、E0/0/11连接到测试PC，测试PC经常上下线网络，需要把交换机S3与它相连的对应端口定义为边缘端口，避免测试电脑上下线对网络产生影响。

实验目的

    1、理解STP的选举过程；
    2、掌握修改交换机优先级的方法；
    3、掌握修改端口开销值的方法。

实验步骤

    1、基本配置；
    2、配置网络中的根交换机；
    3、理解根端口的选举；
    4、理解指定端口的选举

实验拓扑

实验步骤

基本配置

第一步：基本配置
[Huawei]sysname S1
[S1]q
display bridge mac
System bridge MAC address: 4c1f-cce3-417d     //查看mac地址
sys	
[S1]stp enable 	    //启用STP
[S1]stp mode stp        //把交换机的STP模式更改为普通生成树STP
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

//下面在S2、S3和S4上做同样的操作
[S2]stp enable 
[S2]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.


[S3]stp enable 	
[S3]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.


[S4]stp enable 	
[S4]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

//配置完成后，默认情况下需要等待30S生成树重新计算时间（15S Forward Delay加上15SLearning
状态时间）

[S1]display stp        //查看S1的生成树状态
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------
CIST Bridge         :32768.4c1f-cce3-417d
Config Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
Active Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC      :32768.4c1f-cc07-6fa0 / 200000
CIST RegRoot/IRPC   :32768.4c1f-cce3-417d / 0
CIST RootPortId     :128.1
BPDU-Protection     :Disabled
TC or TCN received  :61
TC count per hello  :0
STP Converge Mode   :Normal 
Time since last TC  :0 days 0h:3m:1s
Number of TC        :5
Last TC occurred    :Ethernet0/0/1           //E0/0/1端口状态为转发状态、端口角色为根端口
----[Port1(Ethernet0/0/1)][FORWARDING]----
 Port Protocol       :Enabled
 Port Role           :Root Port
 Port Priority       :128
 Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=200000
 Designated Bridge/Port   :32768.4c1f-cc07-6fa0 / 128.1
 Port Edged          :Config=default / Active=disabled
 Point-to-point      :Config=auto / Active=true
 Transit Limit       :147 packets/hello-time
 Protection Type     :None
......
----[Port2(Ethernet0/0/2)][DISCARDING]----    //E0/0/2端口为丢弃状态，端口角色为Alternate Port（替代端口）
 Port Protocol       :Enabled
 Port Role           :Alternate Port
 Port Priority       :128
 Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=200000
 Designated Bridge/Port   :32768.4c1f-ccaf-605e / 128.2
 ......

//初步判断S2为根交换机，因为该交换机上的所有端口都是指定端口。	
[S2]display stp brief      //查看摘要信息  可以看到所有端口都是转发状态，且都是指定端口
 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


[S3]display stp brief      //E0/0/3是根端口
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    Ethernet0/0/1               DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/2               DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/3               ROOT  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/10              DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/11              DESI  FORWARDING      NONE

	
[S4]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    Ethernet0/0/1               ALTE  DISCARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE

配置网络中的根交换机

第二步：配置网络中的根交换机
根交换机的选举依据是根交换机ID，值越小约优先，交换机的默认
优先级是32768.
接下来把S1配置为主根交换机，S2为备份根交换机，S1的优先级为0
S2的优先级为4096

[S1]stp priority 0

[S2]stp priority 4096

//配置完成后使用命令display stp 查看S1和S2的STP状态信息
可以发现S1的优先级是0，为根交换机；S2的优先级为4096，为
备份根交换机。

另一种配置主根交换机和备份根交换机的方法如下：
（注意：要先删除S1和S2上人工配置的优先级）
[S1]undo stp priority 	
[S1]stp root primary 

	
[S2]undo stp priority 	
[S2]stp root secondary 


//此时查看结果和上一种方法的结果应该是一样的。

理解根端口的选举

        生成树在选举出根交换机之后，会在每台非根交换机上选举根端口。
        选举时首先比较该交换机上每个端口到达根交换机的根路径开销,路径开销最小的端口将成为根端口。如果根路径开销值相同,则比较每个端口所在链路上的上行交换机ID,如果该交换机ID也相同,则比较每个端口所在链路上的上行端口ID。每台交换机上只能拥有一个根端口。

        目前S1为主根交换机，而S2为备份根交换机，查看S4上生成树信息。可以看到E0/0/2为根接口。那是因为S4在选举根端口的时候，首先比较根路径开销，由于拓扑中所有的链路都是百兆链路，S4经过S3到S1和经过S2到S1的开销值相同；接下来比较S4的两台上行链路的交换机S2和S3的交换机标识，S2的优先级为4096，而S3为默认的32768，所以与S2连接的接口被选举为根端口。

第三步：理解根端口的选举
 
[S4]display stp interface e0/0/2   //查看接口E0/0/2的开销值
//同样方式查看E0/0/1的开销值也是200000
......
----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----
 Port Protocol       :Enabled
 Port Role           :Root Port
 Port Priority       :128
 Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=200000
 Designated Bridge/Port   :4096.4c1f-cc07-6fa0 / 128.2
......

//手动配置E0/0/1的开销值为200，之后再查看STP状态摘要信息
[S4]interface e0/0/1
[S4-Ethernet0/0/1]stp cost 200
之后再查看接口E0/0/1的开销值。会发现接口代价值为200
再查看STP的摘要信息，会发现E0/0/1是根端口
[S4]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    Ethernet0/0/1               ROOT  LEARNING        NONE
   0    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE

理解指定端口的选举（首先比较根路径开销）

第四步：理解指定端口的选举（首先比较根路径开销）
    生成树协议在每台非根交换机选举出根端口之后，将在每个网段上选举指定端口,选举的
比较规则和选举根端口类似。
    现在网络管理员需要确保S3连接S2的E O/0/3接口被选择为指定端口，可以通过修改端口
开销值来实现。
为了模拟场景，需要把S2的优先级恢复为默认的32768

[S2]undo stp root
[S2]display stp
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------
CIST Bridge         :32768.4c1f-cc07-6fa0
......

查看S2和S3的STP状态摘要信息
[S2]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/2               DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/3               DESI  FORWARDING      NONE

[S3]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    Ethernet0/0/1               DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/3               ALTE  DISCARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/10              DESI  FORWARDING      NONE
   0    Ethernet0/0/11              DESI  FORWARDING      NONE

    通过观察发现在S2与S3间的链路上，选择了S2的E0/0/3接口为指定端口，而S3 的
E 0/0/3接口为Alternate端口。这是由于在选举指定端口时，首先比较两个端口的根路径开
销，目前都相同;接着比较上行交换机的ID,此时S2和S3的交换机优先级相同，故比较MAC地
址,最后通过比较MAC地址得出。
display interface e0/0/3
......
Hardware address is 4c1f-ccaf-605e
......
display interface e0/0/3
......
Hardware address is 4c1f-cc07-6fa0
......可以看到，S3的e0/0/3的mac地址大于S2的e0/0/3的mac地址，所以该网段上S2的E0/0/3接口为指定接口。