生成树协议、冗余及安全特性

一、生成树分类
　
     生成树主要解决二层环路问题，因为三层上有TTL，基本上不存在环路问题。

   本部分主要介绍三种生成树及特性：PVST(+)、 RSTP 、MSTP

   1、生成树选举规则（以下各项特性为越低越好）

   a、bridge IDV>

      由两部分组成：桥优先级（默认32768）和MAC地址
   b、spanning-tree path cost

   各种以太网类型的cost如下：

   10G：2     1G：4   100M：19    10M：100

   c、sender bridge ID

   也就是发送者的桥ID，判断规则通a中的一样

   d、port ID

   两部分组成：端口优先级（默认32）和端口序列号（1/1,2/0等）

   2、BPDU：生成树中用来发送STP消息的数据单元

   a、由两种BPDU组成：

   configration BPDU：自根交换机开始至上而下，从指定端口开始发送更新

   TCN  BPDU：至下而上发送BPDU至根交换机，接着根交换机再发送给下面的交换机

   b、端口经历的几个状态：

   blocking―― listening 此时间为max age为20S

   listening――learning  此时间为foward time 为15S

   learning――fowarding 此时间为foward time 为15S

   工作原理：如果一个block的端口隔上20S没有收到BPDU更新，将转变成listen状态，再过15S变learn状态，再过15S变成转发状态。这个过程中如果有接收到任何的BPDU，就会直接切换到block状态。

   发送BPDU更新的hello包时间间隔为2S

   两个forward time均为15S，且可以通过命令修改

   spanning-tree vlan 3 forward-time 5 (改为5S）

   3、PVST工作原理

   对于每个VLAN都有一个生成树

   命令：(config)#spanning-tree vlan 10 priority 4096
                                root primary
                                root secondary
      (config-if)#spanning-tree vlan 200 cost 11

   4、RSTP（快速生成树）

   a、接口状态：discarding――learning――forwarding

   b、接口类型：（4种)

   根端口，指定端口，

   对应非指定端口：备份端口（备份同一交换机上的指定端口），替换端口（替换根端口的端口）

   C、工作原理

   可自动监测链路状态：对应点到点链路为全双工，共享式为半双工，全双工的可以快速切换成转发状态；

   其BPDU比PVST的结构优异。

   5、MST（多生成树）

   多个VLAN可以共用一个实例(instance)

    配置：
      (config)#spanning-tree mode mst
      (config)#spanning-tree configration
      (config-mst)#name cisco
      (config-mst)#revision 1
      (config-mst)#instance 1 vlan 1-10

 二、生成树快速特性

    1、portfast

    该接口一般接的是终端设备，其优点在于可以使得生成树直接从blocking到fowarding，时间仅仅用了2―4S

    配置(config-if)#spanning-tree portfast

    2、uplinkfast

    该特性用在接入层交换机上面有两条上行链路，如果一条链路down掉，另一条链路可以快速切换到转发状态

    (config)#spaning-tree uplinkfast

    3、backbonefast

    该特性用在核心层交换机上面，在一条链路down后，自动监测次级BPDU消息，使得交换机直接从block进入listening状态，省掉block的20S状态

    (config)#spanning-tree backbonefast

    4、port channel

    分两种：

      PAGP：cisco专用协议

      LACP：共用协议

    PAGP有四种状态：

    on：不主动发送消息，只能与ON一起工作

    desirable：默认配置，可与desirable，auto一起工作

    auto：可与desirable一起工作

    off：都不工作

    三、STP安全特性

    1、portfast

    a、bpdu guard：防止交换机插入portfast口造成网络瘫痪

    b、bpdu filter：功能通上面一样，但有两种配置方式，接口和全局

    接口：不发送也不接收BPDU，进入erro-disable状态

    全局：接收到bpdu后，变成正常的状态（不是portfast了）

    2、root guard

    在指定端口启用后，确保该端口永远是DP，而不会变成RP。接收到更优的BPDU后变为erro-disable状态。

    (config)#spanning-tree guard root

    3、loop guard

    针对软件故障，在根端口和非指定端口上面启用，针对VLAN

    4、UDLD

    针对硬件故障，他与一层自动协商一起工作，如果监测到硬件出现故障，即可进入erro-disable状态，防止环路发生

    针对端口

    四、冗余特性

    1、多默认网关

    2、代理ARP（不用）

    3、IRDP（不用）

    4、HSRP（cisco独有）

    5、VRRP（共用标准）

    6、GLBP（网关负载均衡协议）

    7、SLB（服务负载均衡）

 

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