STP和mstp学习笔记18

STP和mstp
STP（spanning tree protocol）生成树协议
多台交换机冗余物理环路连接会产生广播风暴；mac地址表震荡；
冗余链路为解决单点故障问题
广播协议：ARP【分为arp，rarp代理arp；garp无故用作防止地址冲突】
Stp（802.1d）——rstp快速（802.1w）——mstp多（802.1s）（发展过程）
参考：https://blog.csdn.net/cisco_eigrp/article/details/47134357
PV（per-vlan）st/pvst+每个vlan里都运行一个stp协议 （思科）；PV-rstp（思科）
Stp：逻辑上断开环路，防止广播风暴；当线路故障，阻塞接口被激活，回复通信，起到备份作用
工作步骤：
确定交换机的角色；
根交换机：整个交换网络中，有且只有一个；每个广播域（每个vlan是一个广播域）中选择根网桥
非根交换机：剩余其他的交换机
Tips：
每一个非根交换机都会计算出一条去往根交换机的最短的、无环的、二层数据转发路径，并且最终该路径是转发状态
选举原则：
比较每个交换机的BID（bridge ID）：优先级（priority）+MAC地址
优先级默认：32768(2字节)
Mac地址：使用的是交换机的主板MAC地址（6字节）
比较原则：首先比较优先级，越小越好；其次比较MAc地址，越小越好
确定端口的角色；
根端口（rp）：在每一个非根交换机上，有且只有一个，记录根网桥近的端口
选择原则：到根桥路径成本（cost千兆链路2万；百兆20万）；直连的网桥ID最小;portID（port identifier端口标识：优先级默认128+端口号）
指定端口（dp）：在每一个“网段”（冲突域）中，有且只有一个，距离根交换机最近的端口；根桥上的端口都是；
非根桥上选举原则：到根桥路径cost；所在交换机的BID；portID
非指定端口：其他所有端口，都叫做非指定端口
确定端口的状态
Down（disable） 关闭(指的是当前端口没有开启stp)强制关闭
Listening 侦听 侦听bpdu，确定交换机和端口角色，构建活动拓扑
该状态停留15s
Learning 学习 学习原mac地址，形成MAC地址表
该状态停留15s
Forwarding 转发（最终状态）实现数据包的转发与接收
Blocking 阻塞（最终状态）只接收BPDU（不能发送和接收数据包）

Tips：在真实设备上交换机的端口mac地址是本机主板mac地址+端口号
拓扑变成重新收敛需要50s
Cisco：
查看stp信息

Role：端口角色
Sts（status）：端口状态
Cost：消耗值
FWD:forwarding转发

桥协议数据单元
BPDU（bridge protocol data unit）
使用组播方式发送BPDU
分为两种
配置BPDU（周期性发送，用于创建和维护整个stp拓扑）
拓扑变更通知（tcn）BPDU——topology change notification BPDU（先和根说根再发给其他的）

Stp计时器
Hello：交换器周期性发送bpdu（配置BPDU）的时间间隔：2s
Forward-delay：转发延迟，默认15s，防止形成环路
最大老化时间max-age：默认20s
STP参数修改
Cisco：
1、 修改交换机的stp优先级（确保网络中有主根交换机和辅根交换机）
a) Spanning-tree vlan X priority {value},value是4096的倍数
2、 修改交换机的stp模式（必须确保网络中得交换机的stp模式一样）
Spanning-tree mode {pvst|rapid-pvst|mstp}
3、修改交换机端口cost
Interfacef0/0（trunk链路）
Spanning-tree vlan 3 cost {value}
4、 针对某个vlan，关闭stp功能
No spanning-tree vlan x
验证命令
Show spanning-tree vlan x 查看交换机上关于vlanx的stp信息
Show spanning-tree 查看交换机上关于所有vlan的stp信息
Show spanning-tree summary 查看交换机运行的stp模式
Show version 查看交换机base mac
注意：交换机上stp功能默认开启，可以人工关闭

华为stp参数修改：
1、 优先级：stp priority {value}
2、 修改交换机stp模式:stp mode {stp;rstp;mstp}
3、 修改端口cost值：进入端口interface g/0/1；stp cost {value}
4、 关闭stp：stp disable；开启：enable
验证命令：
Display stp
Display stp brief
Display stp vlan

MSTP
基于原来stp技术所有的vlan都在一个树内，当某个vlan出现问题会影响颗树的稳定故而
多实例生成树协议:基于stp协议的增强协议
Mstp网络中包含1个或者多个MSTP域（mst region）
优势：既可以快速收敛，又可以提供数据的连接冗余，还有负载均衡

范围：region（域）——instance（实例）——valn 包含关系
创建时region和instance应该相同，对instance加入vlan，然后对其进行优先级设置，（相当于Cisco设备PV-stp设置Cisco设备是基于vlan来进行负载均衡设置）
配置：
1、 mst域（region）同一个域中可以包含多个实例
2、 msti（instance），即mst实例，一个msti可以同时关联多个vlan

stp region-configuration
region-name {string}//配置region名
instance {id} vlan x//配置关联vlan
active region-configuration//激活
stp instance {id} priority {value}（设置实例的优先级）
验证命令
Display stp instance {id}
Display stp brief
默认情况下，所有vlan都属于instance 0
tips：

===============================================================================STP收敛速递比较慢：从主链路的断开到备用链路的连通，这个修复时间叫做收敛，30-50s
RSTP收敛速度比stp快，一下改进
1、 发现问题快：出现问题3个hello时间就反应
2、 反应问题快：发现拓扑变更的交换机，会产生TCN bpdu，直接发送给与自己相连得其他所有交换机
3、 解决问题快：
端口角色细化：
根端口（root port）
指定端口（designate的port）
非指定端口
rstp代替端口（alternative port）是根端口的备胎
mstp备份端口（backup port）是指定端口的备胎
（边缘端口：一般建议关闭stp，或者将连接非交换机的端口，设置非边缘端口）
端口状态精简化
Down
Listening
Learning
Forwarding
Blocking
Learning
Forwarding
Discarding（丢弃）：相当于down，blocking，listening