CCNP学习笔记14-交换部分---STP

STP分类 

IEEE	CISCO
802.1D STP 收敛30-50s	PVST(ISL only)；PVST+(ISL & 802.1Q)
802.1W Rapid-STP 收敛 1s以内	rapid-PVST
802.1s mst	MIST/MST

                              802.1D STP===========PVST+(ISL & 802.1Q)

                             收敛缓慢                 收敛缓慢

                           基于交换机                 基于 vlan

       （冗余链路被切断，防环同时造成两份链路）    （配置不同vlan走不同链路，防环且不浪费）

- 802.1W Rapid-STP与rapid-PVST区别是基于交换机和基于vlan的

当交换机vlan数量巨大时，基于vlan的生成树就会对应增多，更新bpdu（2s刷新）时就占用大量交换机资源；

MST，就是将多个vlan划分为一个实例，一个实例对应一棵树，从而防环同时，减少更新bpdu

BPDU  

    两种 1，配置BPDU 

         2，TCN 拓扑发生改变时使用

Protocol ID: 保留，总是0

version：802.1d=0 ;802.1w ;802.1s

message type: 配合版本=0；TCN = 80。TCN报文最后只到这里，flag以后的字段都是针对配置报文

FLAG : 802.1d使用flag的第一和最后两位

root ID: 根标识

cost path：开销，用来决定block哪个端口

bridge ID：唯一标示一台交换机，用来选举根

port ID：唯一标示交换机一个端口   

message age:

max age : 20s刷新

hello time：2s 刷新

forward delay:15s

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STP四大流程 

1，选根口（整个网选一个）

2，选根端口（从所有非跟桥选，每台有一个）

3，选指定端口（每个链路有一个）

4，blok剩下的口

根桥选举：

    根据 bridge ID （优选小的）

bride priority 2byte

MAC address 5byte

    cisco bridge ID

bridge priority 4bit 范围0-15 默认=8

extend systemID 12bit区分vlan

48bit MAC

   上面结构 优先级可变但是vlan号不能变，所以整个以4096倍数增加 2~12=4096，因bride priority默认=8，所有整个默认=32768

     0     0

     1     4097

     .      .

     8     32768

实际工程中不会让设备自己选举根，都要人为设置 

    全局下：spanning-tree vlan 1 root primary 设置这台交换机为根

    全局下：spanning-tree vlan 1 root secondary 设置这台交换机为备份根

    全局下：spanning-tree vlan 1 primary xx=4096倍数 设置优先级

    

选举根端口：  

    1，最小的根网桥的ID(root ID,也是个bride ID)

    2，到根网桥最下的cost

    3，最小的发送方brideID

    4，最小的发送方portID

    5，最小的接收方的portID

STP 端口的状态种类

    

端口状态	端口能力
desabled	不发生任何报文
blocking	不接收或转发数据，接收但不发送BPDU，不进行地址学习
listening	不接收或转发数据，接收并发送BPDU，不进行地址学习
learning	不接收或转发数据，接收发送BPDU，开始MAC地址学习cam
forwarding	接收并转发数据，接收并发送BPDU,进行地址学习

TCN 

作用：通知根桥拓扑发生变化，触发根桥通知全网拓扑变化

上图，SW4-SW7断开时，SW4会想根发送BPDU，同时SW2会将flag字段最后一位置1,使用配置版本BPDU作为确认回复SW4。然后SW2继续发送给根，根回复确认给SW2。

根收到SW4 SW7断开的信息后，将FLAG字段第一位置1，发送给所有交换机通知，拓扑改变，收到该BPDU的交换机将mac表存活时间300s置为15s加速老化时间，以加快更新。

STP收敛：直连链路收敛 30s 

            直连断开，接口马上down掉，马上把原来block的up，接口down掉，同时BPDU马上                     老化；被up的block口经历listen 15s-》learn 15s 开始forward

         非直连链路收敛 50s

            非直连断开，但是接口依然UP的，不会2s收到更新的BPDU,但是原来的BPDU依然存在，在               经历20s老化时间后，才会消失，此时，接口down掉，up被block的端口，然后listen                 15s-》learn 15s然后forward

           不重要链路的收敛 

上图，最下PC 连接交换机的端口，up down都会使SWC 发送TCP给根，导致全网的MAC表老化时间从300->15s，使得终端接口的变化扰乱全网交换机的MAC表。

######### 使用portfast解决： ###########

    portfast配置在交换机连接终端设备（例如PC）的接口上,不要配置在交换机之间。

    作用：1，配置portfast后，不会触发交换机发送TCN 报文，从而不会导致全网MAC表的重复收敛。

          2，接口在从down->up不会经历 listen和learn，而知之间forward，节省30s转发延时

    配置（2种方法）

        1，接口下--只有access 口才生效，所以不会影响交换机之间的接口

            int f0/1

                spanning-tree portfast

        2, 全局下--只有access 口才生效，所以不会影响交换机之间的接口

            spanning-tree portfast default

        查看

            show spanning-tree int f0/1 portfast

######  uplinkfast ########

用于当有两条链路到根的时候  

如图。A有两条去往根D1的链路，在A上配置uplinkfast，当A根端口down掉，A的block口不会等待30s，而会之间forward

注意：配置uplinkfast后，该交换机一定不能是transit交换机，只能是作为接入层的交换机使用。

       所以配置uplinkfast后，该交换机优先级自动升为高于缺省值，确保不会成为根

       同时该交换机的所有端口的 cost 都会增加3000.确保该交换机的端口不会成为指定端口

实验：

SW1为根 spanning-tree root primary

SW2为备份根 spanning-tree root secondary

所有SW3的 f0/2被 block

SW3：全局下 spanning-tree uplinkfast

            sho spann uplinkfast

此时down掉f0/1，无需等30s，f0/2马上forward

但是 f0/2 no shut后 要经历30s延时，才能恢复F0/1up

扩展理解uplinkfast:

    上图，SW3配置uplinkfast后，本地接口是会马上forward，但是SW2会经历 15s的mac表老化时间，所以还是不会马上通信，但是uplinkfast会以本地源MCA多播给其他交换机，加快刷新mac表，可以手动设置

    全局下 spanning-tree uplinkfast max-update-rate 1000 （每秒发送1000个mac）

    根据自己mac表中的mac数量，实际而定。

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backbone fast  

作用：上图，R为根，S的一个口被block,当R B之间断开，S要经历50s才能up.使用backbone可以节省30s

过程：R B断开后，S会收到B的次优BPDU，S向R发送RLQ，根收到后会向S回复RLQ表示根还是完好的，然后S告诉B根还是好的，B就会同意，并把端口变为根端口，S经历30s UP

 

配置，上图要配置在R和S上，三台都配置也可以

    全局下，spanning-tree backbonefast