stp协议

stp 协议

一、概念

1.stp （ spanning tree protocol ） : 生成树协议，就是用来将物理上存在的网络，通过一中算法，在逻辑上断开一些端口，来生成一个逻辑上的树形结构

2. 作用：实行冗余链路，防止广播风暴的产生

3. 冗余链路 : 也叫备份链路，在骨干网设备连接中 , 单一链路的连接很容易实现 , 但一个简单的故障就会造成网络的中断 . 因此在实际网络组建的过程中 , 为了保持网络的稳定性 , 在多台交换机组成的网络环境中 , 通常都使用一些备份连接 , 以提高网络的健壮性、稳定性 .

4. 广播风暴： 由于网络拓扑的设计和连接问题形成网络环路，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪。

5. 交换机发送广播风暴的表现：所有端口的指示灯都在闪烁， CPU 的利用率不端升高，网络中的主机不能正常通信。

二、原理

1 、步骤 1 ）选择根网桥（ Root Bridge ） RB

        2 ）选择根端口（ Root ports ） RP   在非根网桥上

        3 ）选择指定的端口（ Designated Ports ） DP  在每条链路上

        4 ）既不是根端口，又不是指定端口的被阻塞

2. 一些概念

1 ）网桥：交换机的前身，现在一般都指交换机

2 ）网桥 ID （ BID ）： = 网桥优先级（ 2 字节） + 网桥的 MAC 地址（ 6 字节）组成

3 ）网桥优先级：取值 0-65536 （ 2 的 16 次方 -1 ）默认值是 32768

4 ）路径成本：表示一条链路带宽的高低，带宽越高，成本越低，只在本地有意义

( 10M 带宽 路径成本 =100 100M 带宽 路径成本 =19 1000M 带宽 路径成本 =4)

5 ）根路径成本 : 某个网桥到达根网桥的路径上，所有链路的路径成本之和

6 ）端口 ID （ PDI ） = 端口优先级（ 1 字节） + 端口编号（ 1 字节）组成

7 ）端口优先级： 0-255 默认值 128

8 ）端口编号：一般端口号低的端口，端口编号值也小

9 ）端口号：一般指交换机上的一个端口的号码

如 F0/1( 表示交换机上的第 1 个端口 )   F0/2 （表示交换机上的第 2 个端口）

F0/1 的端口编号就比 F0/2 的端口编号小

3. 选择根网桥

1 ）目的：为生成树，确定以个树根

2 ）选择依据：根据网桥 ID 来选择，看那台交换机的网桥 ID 小，优先级小的为根网桥，优先级相同， MAC 地址小的为根网桥

4. 选择根端口

1 ）目的：建立于根网桥的联系

2 ）只存在在非根网桥上，每个非根网桥只有一个跟端口

3 ）选择依据：①到跟网桥最低的根路径成本，的端口为根端口

             ②成本相同时，直连的网桥 ID 小的那个端口为根端口

             直连网桥 ID ：要判断的端口，所连接的另一台交换机的网桥 ID 的大小

             ③当根路径成本，直连网桥 ID 都相同时，直连的端口 ID 小的为根端口

           直连的端口 ID ：要判断的端口，所连接的另一台交换机的所对应的端口的大小

4 ） 与根交换机直接相连的其他交换机的端口是根端口

5. 选择指定端口

1 ）选择依据①根路径成本低，也就是到达根网桥最近的端口为指定端口

           ②所在的交换机的网桥 ID 小的为指定端口（要判断的端口所在交换机）

            ③端口 ID 小的为指定端口（即要判断的端口）

2 ） 根交换机上的端口都是指定端口

6. 一般判断定方法

1 ）先看优先级，一样就看 MAC 地址确定根网桥
2 ）根交换机上的端口都是指定端口
3 ）与根交换机直接相连的其他交换机的端口是根端口
4 ）然后就是算其他的根端口和其他的指定端口
5 ）根端口就是到根交换机进来距离
6 ）指定端口就是到根交换机出去的距离  

三、 BPDU

1.BPDU ：桥协议数据单元，交换机通过 BPDU 来交换交换机的网桥 ID, 根路径成本等信息。

2. 生成树端口状态

状态	学习 (MAC)	BPDU	数据	用途
禁用 (Disabled)	不	不	不	强制关闭
阻塞 (Blocking)	不	接	不	只收 BPDU
侦听 (Listening)	不	接发	不	构建活动拓扑
学习 (learning)	可	接发	不	建桥表
转发 Forwarding	可	接发	可	收发数据

3. 生成树计时器

1) 阻断 -- 侦听，最大老化时间 20 秒

2) 侦听 -- 学习，转发延迟 15 秒

3) 学习 -- 转发，转发延迟 15 秒

4)hello 时间默认 2 秒

四、 VLAN 与 STP

1.cst ：标准生成树，不考虑 VLAN

2.pvst ：按 VLAN 生成树， ISCO 私有

3.PVST+ ：兼容 CST 的 PVST ，可以兼容非 CISCO 设备， cisco 私有

4. 上行速链路：实现备份的链路快速从阻塞状态转换成转发状态，不需要侦听、和学习

  主要在汇聚层和接入层的交换机上配置

5. 速端口：是连接终端的端口快速进入转发状态 只要在接入层的交换机的接入了终端的端口上配置

6. 企业网络的结构主要由：核心层、汇聚层、接入层组成

五、 PVST 配置

1. 利用 PVST 实现网络的负载分担

配置多台核心交换机分别设置为不同的 VLAN 的根网桥，使不同的 vlan 中介入交换机上的根端口不，从而不同的 vlan 的数据传输使用的链路不同，达到两条链路之间负载分担的目的

2. 配置上行速链路，实现备份上的上行链路快速恢复

六、 PVST 配置命令

1. 启动生成树命令：全 spanning-tree vlan ID

2. 指定根网桥：全 spanning-tree vlan ID rootprimary/secondary

  primary 优先级为 24576 secondary 优先级为 28672

              panning-tree vlan ID priority 数字（数字为 4096 的倍数如 8192 ）

3. 配置上行速链路： spanning-tree uplinkfast

4. 配置速端口： interface 端口

spanning-tree portfast

5. 查看生成树配置 特 show spanning-terr

6. 查看某个 VLAN 的生成树详细信息： show spanning-tree vlan ID detail

七、以太网通道（ EthernetChannel ）

1. 通过捆绑多条以太网链路来提高理论带宽，并将多个以太网端口捆绑程一条逻辑链路

2. 最多捆绑 8 条物理链路

3. 这些链路的端口都为转发状态

4. 以太网通道的条件

1 ）参与捆绑的端口必须同属一个 vlan ，

2 ）端口都要是同一个模式（中继或非中继）

3 ）所有参与捆绑的端口物理参数要相同，有同样的速度和全 / 半双工模式设置

5 配置命令： interface range 端口号 - 端口号

            channel-group 1 mode on

6. 查看命令 show ip interface brief

          或 show etherchannel 1 summary