stp 4
STP生成树协议
2007-07-19 12:09:20 业界 | 评论(0) | 浏览(1270)
一、
STP
概述
STP
（生成树协议）是一个二层管理协议。在一个扩展的局域网中参与
STP
的所有
交换机
之间通过交换桥协议数据单元
BPDU
（
Bridge Protocol Data Unit
）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为
Blocking
，来消除网络中的环路。
IEEE 802.1d
是最早关于
STP
的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。
STP
使您能在网络
设计
中部署备份线路，并且保证：
在主线路正常工作时，备份线路是关闭的。
当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。
RSTP
（
Rapid Spanning Tree Protocol
）是
STP
的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。
1.1
设置
STP
模式
使用命令
config spanning-tree mode
可以设置
STP
模式为
802.1d STP
或者
802.1w RSTP
。
1.2
配置
STP
交换机中默认存在一个
default STP
域。多域
STP
是扩展的
802.1d
，它允许在同一台交换设备上同时存在多个
STP
域，各个
STP
域
都按照
802.1d
运行，各
域之间互不影响。它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境，基本实现在
VLAN
中计算生成树。
1.2.1
创建或删除
STP
利用命令
create stpd
和
delete stpd
可以创建或删除
STP
。
缺省的
default STP
域不能手工创建和删除。
1.2.2
使能或关闭
STP
交换机中
STP
缺省状态是关闭的。利用命令
config stpd
可以使能或关闭
STP
。
1.2.3
使能或关闭指定
STP
的端口
交换机中所有端口默认都是参与
STP
计算的。使用命令
config stpd port
可以使能或关闭指定的
STP
端口。
1.2.4
配置
STP
的参数
运行某个指定
STP
的
STP
协议后，可以根据具体的网络结构调整该
STP
的一些参数。交换机中可以调整以下的
STP
协议参数：
Bridge Priority
Hello Time
Forward Delay
Max Age
另外每个端口上可以调整以下参数：
Path Cost
Port Priority
表
1-1
配置
STP
参数的常用命令
|
config stpd forwarddelay
|
配置根桥交换机端口状态切换的时间间隔
|
|
config stpd hellotime
|
配置根桥交换机发送
BPDU
的时间间隔
|
|
config stpd maxage
|
配置
BPDU
报文老化的最长时间间隔
|
|
config stpd priority
|
配置运行
STP
协议时本交换机的优先级
|
|
config stpd port cost
|
配置参与
STP
计算端口的路径开销
|
|
config stpd port priority
|
配置参与
STP
计算的端口的优先级
|
1.2.5
显示
STP
状态
利用命令
show stpd
可以查看
STP
的状态，包括：
BridgeID
Root BridgeID
STP
的各种配置的参数
利用命令
show stpd port
可以显示端口的
STP
状态，包括：
端口状态
Designated port
端口的各种配置参数
一 ＶＬＡＮ与生成树
在缺省的ＣＩＳＣＯ ＳＴＰ模式中，每个ＶＬＡＮ定义一个ＳＴＰ．
ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ标准是在整个交换ＶＬＡＮ网络中使用一个ＳＴＰ，但并不排除在每个ＶＬＡＮ中实现ＳＴＰ．
１ ＶＬＡＮ与生成树的关系
＞ＩＥＥＥ通用生成树（ＣＳＴ）
＞ＣＩＳＣＯ ＰＥＲ ＶＬＡＮ生成树（ＰＶＳＴ）
＞带ＣＳＴ的ＣＩＳＣＯ ＰＥＲ
ＶＬＡＮ生成树（ＰＶＳＴ＋）
ＣＳＴ是ＩＥＥＥ解决运行虚拟局域网ＶＬＡＮ生成树的方法．ＣＳＴ定义，整个第２层交换网络所有实现了的ＶＬＡＮ，仅使用一个生成树实例．这个生成树实例运行在整个交换局域网上．
ＰＶＳＴ是解决在虚拟局域网上处理生成树的ＣＩＳＣＯ特有解决方案．ＰＶＳＴ为每个虚拟局域网运行单独的生成树实例．一般情况下ＰＶＳＴ要求在交换机之间的中继链路上运行ＣＩＳＣＯ的ＩＳＬ．
ＰＶＳＴ＋是ＣＩＳＣＯ解决在虚拟局域网上处理生成树问题的另一个方案．ＰＶＳＴ＋允许ＣＳＴ信息传给ＰＶＳＴ，以便与其他厂商在ＶＬＡＮ上运行生成树的实现方法进行操作．
２ 按ＶＬＡＮ生成树（ＰＶＳＴ）
为每个ＶＬＡＮ建立一个独立的生成树实例（ＰＶＳＴ）．
生成树算法计算整个交换型网络的最佳无环路径．
ＰＶＳＴ的优点：
＞生成树拓扑结构的总体规模减少．
＞改进了生成树的扩展性，并减少了收敛时间．
＞提供更快的收敛恢复能力和更高的可靠性．
ＰＶＳＴ的缺点：
＞为了维护针对每个ＶＬＡＮ而生成的生树，交换机的利用率会更高
＞为了支持各个ＶＬＡＮ的ＢＰＤＵ，需要占用更多的ＴＲＵＮＫ链路带宽
生成树仅可运行在６４个ＶＬＡＮ上．
３ 公共生成树（ＣＳＴ）
ＣＳＴ是ＩＥＥＥ在虚拟局域网上处理生成树的特有方法，这是一种ＶＬＡＮ解决方案，称为单一或者公共生成树．生成树协议运行在ＶＬＡＮ１即缺省的ＶＬＡＮ上．所有的交换机都举出同一个根网桥，并建立与该根网桥的关系．
公共生成树不能针对每个ＶＬＡＮ来优化根网桥的位置．
公共生成树优点：
＞最小数量的ＢＰＤＵ通信，带宽占用少．
＞交换机负载保持最小．
公共生成树的缺点如下：
＞只用一个根网桥，这不能为所有的ＶＬＡＮ做到网桥的优化放置，导致对某些设备来说可能存在次优化路径．
＞为包括交换架构中的所有端口，生成树的拓扑结构较大，这就会导致较长的收敛时间和更频繁的重新配置．
４ 增强型的按ＶＬＡＮ生成树（ＰＶＳＴ＋）
ＰＶＳＴ＋有以下特征：
＞它是ＣＩＳＣＯ发展的，可以与８０２．１Ｑ公共生成树（ＣＳＴ）互操作．
＞通过ＩＳＬ中继，ＰＶＳＴ＋与现存的ＣＩＳＣＯ交换机ＰＶＳＴ协议向后兼容，同时，ＰＶＳＴ＋也通过８０２．１Ｑ中继与ＣＳＴ连接互操作．
＞如果ＰＶＳＴ区域和ＣＳＴ区域之间要互操作，一定要通过ＰＶＳＴ＋区域．
二 生成树配置
生成树配置涉及下面一些任务：
＞选举和维护一个根网桥．
＞通过配置一些生成树的参数来优化生成树．（如端口优先级 端口成本）
＞通过配置上行链路来减少生成树的收敛时间．
２９５０交换机上生成树的缺省配置：
＞ＳＴＰ启用：缺省情况下ＶＬＡＮ１启用
＞ＳＴＰ模式：ＰＶＳＴ＋
＞交换机优先级：３２７６８
＞ＳＴＰ端口优先级：１２８
＞ＳＴＰ路径成本：１０００Ｍ：４ １００Ｍ：１９ １０Ｍ：１００
＞ＳＴＰ ＶＬＡＮ端口成本： （同上）
＞ＳＴＰ计时器：ＨＥＬＬＯ时间：２秒 转发延迟：１５秒 最大老化时间：２０秒
１ 启用生成树：
switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list
步骤：
switch
＃
c onfig t
switch(config)# spanning-tree vlan 10
switch(config)#end
switch#show spanning-tree summary/detail
summary
摘要
detail
详细
Bridge Identifier has priority 8912,address 0006.eb06.1741 (
本地交换机网桥ＩＤ）
desigated root has priority 8912,address 0006.eb06.1741 (
根网桥ＩＤ）
designated port is 7,path cost 0 (
路径成本）
times: hold1, topology change 35, notification 2
hello 2, max age 20, forward delay 15
（根计时器）
２ 人为建立根网桥
在生成树网络中，最重要的事情就是决定根网桥的位置．
可以让交换机自己根据一定的原则来选择根网桥以及备份或从（
secondary
）根网桥，也可使用命令人为指定根网桥．
ＰＳ：不要将接入层的交换机配置为根网桥．ＳＴＰ根网桥通常是汇聚层或者核心层的交换机．
通过命令直接建立根网桥：
spanning-tree vlan vlan-id root primary (
网桥优先级被置为
24576)
步骤：
switch
＃
c onfig terminal
switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primary dianmeter net-diameter hello-time sec
为ＶＬＡＮ配置根网桥、网络半径以及ＨＥＬＬＯ间隔
ＲＯＯＴ关键字：指定这台交换机为根网桥
diameter netdianmeter ：该关键字指定在末端口主机任意两点之间的网段的最大数量． net-diameter 的值是２－７．这个直径应该从根网桥开始计算，根网桥是１
ＲＯＯＴ关键字：指定这台交换机为根网桥
diameter netdianmeter ：该关键字指定在末端口主机任意两点之间的网段的最大数量． net-diameter 的值是２－７．这个直径应该从根网桥开始计算，根网桥是１
switch(config)#end
switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail
让交换机返回缺省的配置，可以使用如下命令：
no spanstree vlan vlan-id root
２＞修改网桥的优先级别：
多数情况下做如下配置：
spanning -tree vlan vlan-id root primary
（主ＲＯＯＴ网桥优先级被置为
24576
）
spanning-tree vlan vlan-id root secondary
（备份ＲＯＯＴ网桥优先级被置为
28672
）
修改网桥优先级：
spanning-tree vlan vlan-id priority bridge-priority
３ 确定到根网桥的路径
生成树协议依次用ＢＰＤＵ中这些不同域来确定根网桥的最佳路径：
＞根路径成本（ＲＯＯＴ
ＰＡＴＨ ＣＯＳＴ）
＞发送网桥ＩＤ（ＢＲＩＤＧＥ ＩＤ）
＞发送端口
ID
（ＰＯＲＴ ＩＤ）
从端口发出ＢＰＤＵ时，它会被施加一个端口成本，所有端口成本的总和就是根路径成本．生成树首先查看根路径成本，以确定哪些端口应该转发，哪些端口应该阻塞．报告最低路径成本的端口被选为转发端口．
如果对多个端口来说，其中根路径成本相同，那么，生成树将查看网桥ＩＤ．报告有最低网桥ＩＤ的ＢＰＤＵ端口被允许进行转发，而其他所有端口被阻断．
如果路径成本和发送网桥ＩＤ都相同（如在平行链路中），生成树将查看发送端口ＩＤ．端口ＩＤ值小的优先级高，将作为转发端口．
４ 修改端口成本
如果想要改变某台交换机和根网桥之间的数据通路，就要仔细计算当前的路径成本，然后，改变所希望路径的端口成本．
我们可以更改交换机端口的成本，端口成本更低的端口更容易被选为转发帧的端口．
spanning-tree vlan vlan-id cost cost
no spanning-tree vlan vlan-id cost(
恢复默认成本
)
配置步骤：
＞１
config terminal
进入配置状态
＞２
interface interface-id
进入端口配置界面
＞３
spanning-tree vlan vlan-id cost cost
值 为某个ＶＬＡＮ配置端口成本
＞４
end
＞５
show spanning-tree interface interface-id detail
查看配置
＞６
write
５ 修改端口优先级
在根路径成本和发送网桥ＩＤ都相同的情况下，有最低优先级的端口将为
vlan
转发数据帧．
对应基于ＣＬＩ的命令的交换机，可能的端口优先级别范围为０～６３，缺省为３２．基于ＩＯＳ的交换机端口的优先级别范围是０～２５５，缺省为１２８．
spanning-tree vlan vlan-id port-priority priority
值
no spanning-tree vlan vlan
－
id port-priority
１＞
config terminal
(
进入配置模式
)
２＞
interface interface-id (
进入端口配置模式
)
３＞
spanning-tree vlan vlan-id port-priority
值
４＞
end
５＞
show spanning-tree interface interface-id detail
６＞
write
６ 修改生成树计时器
使用缺省的ＳＴＰ计时器配置，从一条链路失效到另一条接替，需要花费５０秒．这可能使网络存取被耽误，从而引起超时，不能阻止桥接回路的产生，还会对某些协议的应用产生不良影响，会引起连接、会话或数据的丢失。
还有一种情况就是使用热备份路由选择协议（ＨＳＲＰ），将两台路由器连接到一台交换机上。某些情况下，缺省的ＳＴＰ的计时器值对于ＨＳＲＰ而言过长，会引起
“
活动
”
路由器的选择的错误。
１ 修改ＨＥＬＬＯ时间
spanning-tree vlan vlan-id hello-time seconds
可以修改每一个ＶＬＡＮ的
Hello
间隔（ＨＥＬＬＯ ＴＩＭＥ），它的取值范围是 １～１０秒
２ 修改转发延迟计时器
转发延迟计时器（
forward delay timer
）确定一个端口在转换到学习状态之前处于侦听状态的时间，以及在学习状态转换到转发状态之前处于学习状态的时间。
spanning-tree vlan vlan-id forward-time seconds
ＰＳ：转发时间过长，会导致生成树的收敛过慢
转发时间过短，可能会在拓扑改变的时候，引入暂时的路径回环。
３ 修改最大老化时间
最大老化时间（ＭＡＸ
―
ＡＧＥ ＴＩＭＥＲ）规定了从一个具有指定端口的邻接交换机上所收到的ＢＰＤＵ报文的生存时间。
如果非指定端口在最大老化时间内没有收到ＢＰＤＵ报文，该端口将进入
listening
状态，并接收交换机产生配置ＢＰＤＵ报文。
修改命令：
spanning-tree vlan vlan-id max-age seconds
no spanning-tree vlan vlan-id max-age (
恢复默认值）
７ 速端口的配置
通过速端口，可以大大减少处于侦听和学习状态的时间，速端口几乎立刻进入转发状态。速端口将工作站或者服务器连接到网络的时间减至最短。
ＰＳ：确定一个端口下面接的是终端的时候，方可启用速端口设置
switch(config-if)#spanning-tree portfast
switch(config-if)#no spanning-tree portfast
（关闭速端口）
查看端口的速端口状态：
show spanning-tree interface interface-id detail&nb