生成协议树STP的一些增强特性

＜STP的一些增强特性＞

·802.1D STP设计初衷：网络中断后能够在1分钟之内(Max=50S)恢复。
伴随着LAN出现3层交换，很多的路由协议（OSPF/EIGRP）都能在几秒之内收敛。

·Cisco为加快收敛时间，提出了一些私有特性：
PortFast/UpLinkFast/BackboneFast

·PortFast：　
能够将2层的接入端口(接host)跳过LIS/LRN立即进入FWD。30S->0S
基于接口，用于接非交换机接口，不要设置在接SW的端口。

Sw1#show spanning-tree
Type: Edge [Shr/P2p]

测试：把接到交换机的网线拔出，再插入，观察状态。

Sw1(config)#spanning-tree portfast default （所有接口启用）全局下用
一般用在接入层的交换机上。

Sw1(config-if)#spanning-tree portfast 接口下单独启用

Sw1(config-if)#spanning-tree portfast disable (某个口禁用，通常是连接另一台交换机的口）

·UplinkFast：
在接入层SW上配置，用于检测直连到分布层SW的链路故障，并加速STP的收敛速度。
30S->0S

Sw2(config)#spanning-tree uplinkfast
（Uplinkfast是一个全局命令，将影响SW上的所有VLAN）

Debug spanning-tree events

测试：将有效链路口shut，原来BLK口立即转发，

·Uplinkfast将网桥PRI增加到49152，将端口Cost增加3000
使SW不能成为Root。所以一般配置在接入层SW。

Sw2#show spanning-tree
........ Uplinkfast enabled

Sw2#show spanning-tree uplinkfast 可以看到哪些接口成为备份

Sw2(config)#spanning-tree uplinkfast max-update-rate 200
（每秒所发包的数目，默认值150）

·BackboneFast：
当交换机丢失了root后会以自己发出次级BPDU收到这个BPDU后会向使用替代路径发送RLQ BPDU
向root进行查询

BackboneFast是对UplinkFast的一种补充。用于检测主干SW间的链路故障。（50S -> 30S）

·建议BackboneFast应用在所有SW上。

Sw1（config）#spanning-tree backbonefast

Sw1#show spanning-tree backbonefast 可以查看RLQ消息和次级BPDU

RSTP(Rapid STP）　802.1w当前主流技术

·当网络拓扑发生改变时，快速生成树协议能够明显地加快重新计算生成树的速度。

Sw1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst 理论一大把，命令就一条

·RSTP定义了3种端口状态：
Discarding/Learning/Forwarding
（Discarding <－>　STP：Disabled/Blocking/Listening）

·RSTP端口角色：
RP：同STP
DP：同STP

　Alternate Port（替代端口）：
从其他SW收到BPDU的那个端口。比不过人家的BID，就成为AP（BLK）
如果本SW的RP故障，AP就成为RP。

　Backup Port（备份端口）：
从本SW收到BPDU的那个端口。比不过人家的PID，就成为DP（BLK）
如果本SW的DP故障，BP就成为DP。
  
Edge Port (边缘端口）=== CISCO的PORTFAST

   RSTP的快速转换只能在点到点的链路上使用

·RSTP BPDU的格式：

　在Flag字段总共8 bit，802.1D中只用到2 bit，
RSTP用到其他6 bit来完成端口状态和角色的编码。

　Version: 2
Message Type : 2

·在802.1D中，只有当SW从RP收到BPDU时，非根桥才能转发BPDU。
在802.1w中，每个SW会每隔2S就发送一次包含当前信息的BPDU。

·如果SW在3个连续的Hello时间（6S）内没收到BPDU，就快速老化，提高了收敛速度。
默认集成backbonefast，uplinkfask功能
将portfast也集成了，改名为边缘端口，要手工加载，加载的方法一样。

Link-type 链路类型：按双工模式来分
半双工是 share类型
全双工是 point-to-point类型
可以手工改

Proposal和agreement消息用来做快速收敛

在RSTP中，每台交换机都可以下发TC置位的config BPDU，这样也实现了快速收敛

＜RSTP的快速转发＞

·为实现端口的快速收敛，RSTP定义了2个新的变量：
1.Edge-Port　（边缘端口）
2.Link-Type　（链路类型）

·RSTP的DP是能够让Edge-Port和P2p直接进入FWD模式。

MST（Multiple Spanning Tree）　802.1s

IEEE的802.1Q不仅定义了Trunk，还定义了CST（Common Spanning Tree）
CST
缺点：所有的Vlan都是按照同一个STP来工作的。
优点：开销小。

PVST
优点：可以为每个Vlan配置一个STP。可以实现基于Vlan.L2的负载分担。
缺点：SW维护很多的STP，开销大。Vlan改变，波及大。

MST（对CST和PVST的折衷方案）
1.MST对vlan分组（Instance)
2.每个分组可以有独立的STP，实现L2负载分担。

Sw1(config)#spanning-tree mode mst （启用MST）

Sw1(config)#spanning-tree mst configuration
Sw1(config-mst)#instance 1 vlan 1-5
Sw1(config-mst)#instance 2 vlan 6-10

Sw1(config)#spanning-tree mst 1 priority 4096 修改本交换机在这一大堆VLAN中的优先级
Sw1(config-if)#spanning-tree mst 1 cost 19 修改本接口在这一组中的开销

Sw1#show spanning-tree mst
Sw1#show spanning-tree mst configuration

有一个默认组0，没划分的VLAN就在这里面
MST不能和PVST共存，可以和RSTP共存
＜EtherChannel＞

·通过多个端口绑定，能充分利用现在端口来增加带宽。
Cisco最多允许绑定8个端口。

Sw1(config)#int range f0/8 ,f0/9
Sw1(config-if-range)#channel-group 1 mode on 将这两个接口绑定为一组并指定模式

Sw1#show etherchannel summary 可以看到绑定了多少接口
Show interface etherchannel

On：强行起etherchannel不属于以下两种协议中任一种，独立的

Port Aggregation Protocol (PAgP)
Cisco私用，默认是Auto模式。
auto:被动 只收不发
Desirable:主动 会发也会收协商消息

Link Aggregation Control Protocol (LACP) 链路聚合控制协议
802.3ad，业界标准
Passvie相当于PAgP的auto 只发不收
Active相当于PAgA的desirable 又发又收协商消息

Sw1(config-if)#channel-protocol [pagp|lacp]

＜优化STP＞

·BPDU防护：
对于设置了PortFast接口，却收到了BPDU，如果设置了BPDU防护，就能将此接口关闭，而不会进入生成树状态。且默认情况下是要手动才能恢复
Sw1(config)#spanning-tree portfast bpduguard （全局开启）
Sw1(config-if)#spanning-tree bpduguard enable （接口开启）
Sw1#show spanning-tree summary [totals]

Show errdisable recovery   显示可导致接口errdisable的选项
Sw1(config)#errdisable recovery cause bpduguard 设置300S（默认）后自动修复bpduguard所导致的errdisable
Sw1(config)#errdisable recovery interval 30   修改默认的修复时间

·BPDU过滤：不发也不收
通过使用BPDU过滤，能够防止向host发送不必要的BPDU。
收到BPDU的话，不会禁掉端口，只是不理会

注意

如果在全局下配置,从端口收到的BPDU,不会禁掉端口,会转为正常的STP     状态
如果在接口下配置,从端口收到BPDU的话,会丢弃
如果在同一接口设置guard/filter,f优于g

Sw1(config)#spanning-tree portfast bpdufilter default（全局开启）
Sw1(config-if)#spanning-tree bpdufilter enable （接口开启）

 

·根保护：
能够将接口强制设为DP，进而防止周围SW成为Root。
设置了根保护的端口如果收到了一个不同于原BPDU的新的BPDU，它将把本端口设为blocking禁止状态，过一段时间，如果没再收到BPDU,它会恢复端口，这一点不同于根防护。
建议在去往根桥的上行端口配置：
Sw1(config-if)#spanning-tree guard root

测试：将其他SW变成根桥，看原来根桥的现象：
Sw1#show spanning-tree inconsistentports
Show spanning-tree interface f0/2 detail
Sw1#show spanning-tree
Fa0/2            Desg BKN*19        128.2    P2p *ROOT_Inc

·单向链路失效： 用于硬件故障，多用于光纤线路上
是比较常见的现象，以太网(光纤）的收发出现问题。
启用UDLD能使得这种接口自动进入“err-disable”状态。
单向链路失效检测需要在链路上两边的交换机上同时配置

Sw1(config)#udld enable 也可在接口下配

Sw1#show udld  
只能在接口上

·环路保护： 用于软件故障
当STP中的BLK端口错误的过渡到FWD状态，有可能出现环路。
启用Loopguard的接口，当出现以上问题，将自动转为inconsistent状态
只需要在本端启用就可以.且可以对每个vlan上
建议做在所在RP和AP上。

Sw1(config)#spanning-tree loopguard default （全局）

Sw1(config-if)#spanning-tree guard loop （接口）