生成树、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 ID  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）