网络技术九:生成树协议

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生成树协议

二层环路带来的问题

广播风暴
MAC地址表震荡

生成树的定义

STP,用来解决二层环路问题

STP相关概念

BPDU

四个参数放在BPDU里面决定四个“角色”

定义

桥协议数据单元,用于传递STP协议相关报文

分类
配置BPDU

用来传递STP的配置信息

TCN BPDU

用来通告拓扑变更信息

用来选举的参数
*桥ID

优先级+MAC 优先级默认32768

根桥ID(RootID)

“老大”

根路径开销(RootPathCost)RPC

交换机的每个端口到根桥的开销

指定(转发)桥ID(DesignataedPortID)

BPDU是由谁发出来的,指定桥ID就是谁

*端口ID

优先级+ID

指定端口ID(DesignatedPortID)

BPDU从哪个端口发出来,指定端口就是谁
各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根桥(Root Bridge)的配置消息,开始向外发送自己的配置消息
网络收敛后,根桥向外发送配置BPDU,其他的设备对该配置BPDU进行转发

STP的选举机制

在所有交换机中选举出一台作为根桥
选举规则

Bridge-id小的优先

Bridge-id

定义:桥ID,BID用来标识交换机身份
格式:优先级+MAC地址
默认优先级为32768(必须是4096的倍数)

每台非根网桥(交换机)选举出一个根端口(Root port)

跟根桥相连

选举规则

1.到达根桥开销小的优先
2.对端交换机BID小的优先
3.端口ID小的优先

开销

Cost:代表路径耗费的代价和成本,带宽越大,开销越小

每个物理段选举出一个指定端口(Designated port)
选举规则

1.到达根桥开销小的优先
2.本机BID小的优先
3.端口ID小的优先

剩下没有角色的端口就是阻塞端口(Blocked port)

逻辑关掉
桥ID由桥ID(BridgePriority)和桥MAC地址(BridgeMacAddre ss)组成
桥ID最小的桥被选举为根桥

STP拓扑变更机制

1.Max age超时/有接口变更为转发状态,判断为拓扑发送变更,向根网桥发起TCN BPDU
2.收到TCN BPDU的交换机继续向根网桥转发TCN BPDU,到达根网桥为止
3.根网桥收到TCN BPDU后,向所有端口发起TC置位的配置BPDU
4.交换机收到TC置位的配置BPDU后,Mac地址表的老化时间缩短到15秒

STP的问题

收敛速度慢,故障切换时间太长
网络中大量主机频繁上下线,会导致TCN BPDU以及TC置位BPDU大量发送

生成树的不足

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STP初始化流程

交换机端口状态

disable:禁用状态,被关闭的端口
blocking:阻塞状态

接收BPDU,但不发送BPDU,不学习Mac地址,不转发数据

listening: 监听状态

接收并发送BPDU,不学习Mac地址,不转发数据,持续15秒

learning:学习状态

接收并发送BPDU,学习Mac地址,不转发数据,持续15秒

forwarding:转发状态

接收并发送BPDU,学习Mac地址,转发数据

STP计时器

Hello time

2秒(配置BPDU的发送周期)

Max age

20秒(判断链路故障的时间,10个Hello time周期)

Forwarding delay

15秒(状态切换延迟)

RSTP(快速生长树协议)

P/A机制

端口状态减少到3种

端口角色增加到4

根端口和指定端口不变
阻塞端口细分为2种

替代端口(Alternata port) 根端口的备份
备份端口(Backup port) 指定端口的备份

边缘端口机制

当链路激活,边缘端口立即进入转发状态,不参与STP计算
边缘端口UP/DOWN不会触发拓扑变更
建议把连接PC的端口配置为边缘端口

MSTP(多生成树协议)

将多个vlan捆绑到一个生成树实例,每个实例分别独立计算生成树
基于STP计算结果不同,实现不同vlan的流量负载均衡

STP常用命令

[h3c]display stp 查看STP相关信息
[h3c]display stp brief 查看STP端口状态
[h3c]stp global enable 全局启用STP
[h3c-CigabitEthernet 1/0/]undo stp enable 关闭端口上STP
[h3c]stp mode ‘stp/rstp/mstp’ 更改STP模式,默认模式是mstp
[h3c]stp priority ‘priority’ 更改交换机优先级
[h3c-GigabitEthernet 1/0/]stp cost 'cost更改接口生成树的cost
[h3c-GigabitEthernet 1/0/]stp edged-port 配置端口为边缘端口文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-697244.html

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