“TI门外汉”网路知识笔记九 生成树协议（STP）

    STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除网络中的环路，生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的单点故障、网络回环，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。新型以太单板支持符合IEEE 802.1d标准的生成树协议STP及IEEE 802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。

“广播风暴”问题示意图

    STP的作用：

1.       逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生

2.       当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用

生成树算法分为3个步骤：

1.       选择根网桥（Root Bridge）

2.       选择根端口（Root Ports）

3.       选择指定端口（Designated Ports）

一、选择根网桥：(RB)

网桥ID在网络中是唯一的，因为MAC地址是唯一的!!

依据：选择网络中所有设备的网桥ID（BID）最小的为根网桥!!

      网桥ID  =  网桥优先级  +  网桥的MAC地址

                 范围：0-65535

                     默认：32768                如下图:

二、选择根端口：(RP)

依据：1. 到达根网桥的根路径成本最低！！

         带宽        成本

         100M    ---  19

         10M     ---  100

         1000M   ---   4

          2. 端口所直连的对端交换机的BID最小的

          3. 端口所直连的对端端口的端口ID最小的

            端口ID  = 端口优先级  +  端口编号

                            默认：128       跟端口号成正比

                      范围：0-255      如下图：

三、选择指定端口DP:

依据：首先，根网桥上的所有端口都是指定端口

         然后，在剩余的每条链路上选出一个指定端口：

                1．到达根网桥的根路径成本最低！！

                2．端口所在的交换机的BID最小的

                3．端口自己的端口ID最小的（基本用不上）  如下图：

交换机之间是通过互相发送BPDU帧来选举交流的。

     BPDU

     Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元

     使用组播发送BPDU

     BPDU分为2种类型：

  配置BPDU

   拓扑变更通告（TCN）BPDU

 

 交换机端口的5种STP状态

转发（Forwarding）接收和发送BPDU，同时会学习MAC地址，可以转发正常数据

     学习（Learning）  接收和发送BPDU，同时会学习MAC地址

    侦听（Listening）  接收和发送BPDU

     阻塞（Blocking）  接收BPDU

     禁用（Disabled）  shutdown 

STP也叫CST  ：通用生成树,不考虑VLAN

PVST (Per  VLAN  ST) : CISCO私有的

PVST+ :公有的协议(一般默认都是开启的)

下面用一个实验来说明一下STP的具体配置

实验：此拓扑图看出，链路中会产生环路，需要配置STP关闭端口来避免环路

实施步骤：在SW1上配置vlan10为根网桥，vlan20为备份根网桥

            SW2上配置vlan20为根网桥，vlan10为备份根网桥

一、SW1

config

         Spanning-tree  vlan 10  priority  8192

   或

         Spanning-tree  vlan 10  root  primary(首要的) =8192

         Spanning-tree  vlan 20  root  Secondary(次要的)=16384

        二、

config

         Spanning-tree  vlan 20  priority  8192

   或

         Spanning-tree  vlan 20  root  primary(首要的) =8192

         Spanning-tree  vlan 10  root  Secondary(次要的)=16384

        三、配置上行链路

当检测到转发链路发生失效时，

上行链路可使交换机上一个阻断的端口几乎立刻马上开始进行转

发。

        接入层的交换机上各自都至少有一条冗作链路被ＳＴＰ阻塞，以避免环路． 

        使用ＳＴＰ上行速链路，可以在链路或者交换机失效或者ＳＴＰ重新配置时，加速新的根端口的选择过程．被阻塞端口会立即转换到转发状态．

        SW3和SW4都需要 配置

        

        Confing

        Spanning-tree  uplinkfast  //将网桥优先级变成49152了，

                               且端口成本值增加了3000

所有配置完成后的查看命令：Show  spanning-tree brief

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