Cisco交换机之STP协议简单详解及实验
Cisco交换机之STP协议简单详解及实验
前面的学习中，我们已经掌握通过交换机组网，但是，怎样加强企业网络的可靠性呢？在实际网络环境中，可以通过物理环路解决网络的可靠性，当一跳链路断开或者出现故障，另一条链路任然可以传输数据，但是，在交换网络中，当交换机收到一个未知目的地址的数据帧，交换机会广播出去，这样，在交换网络中，就会产生一个双向广播环，甚至广播风暴，导致交换机死机。
本章的STP（Spanning Tree Protocol 生成树协议），它就是在逻辑上断开物理环路，防止产生广播风暴，而一旦正在用的线路出现故障，被逻辑断开的线路又重新接通，继续传输数据。
在介绍STP之前，首先回顾一下交换机的工作原理
（1）交换机通过学习数据帧中的源MAC地址生成MAC地址表。
（2）交换机查看数据帧的目标MAC地址，根据MAC地址表转发数据。
（3）如果交换机MAC地址表中没有匹配项，则向除了收到这个数据帧的端口以外的所有端口广播这个数据帧。
如果在一个物理环路的网络中，交换机收到一个未知目标地址的数据帧，它会向其他交换机广播，而其他交换机也没有相应的MAC地址对应，又会向除接受端口之外的端口广播，这样，在网络中就产生了双向广播环。
一.STP概述
1.STP叫做生成树协议，就是把一个环形的结构改变成一个树形的结构
二.STP工作原理 1.生成树算法
（1）选择根网桥（Root Bridge）
选择根网桥的依据是网桥ID（8字节的字段)前2字节为网桥优先级（范围是0--65535，默认值是32768），后6字节是网桥的MAC地址。
（2）选择根端口（Root Ports）
选择根端口的依据按照顺序是：
到根网桥最底的根路径成本
直连的网桥ID最小
端口ID最小
下面是带宽与路径成本的关系
链路带宽（Mb/s）路径成本
10 100
16 62
45 39
100 19
155 14
622 6
1000 4
10000 2
端口ID是一个2字节的STP参数，前8位是端口优先级（范围是0--255，默认是128）后8位是端口编号，注意：端口编号不是端口号，但是端口号低的端口，端口编号值也较小。
（3）选择指定端口
选择指定端口的依据是
根路径成本较低
所在交换机的网桥ID值较小
端口ID值较小（另外：根网桥上的接口都是指定端口）
三.BPDU（桥协议数据单元）
1.交换机之间通过BPDU来交换网桥ID，根路径成本等信息
2.BPDU帧利用一个STP组播地址---01-80-c2-00-00-00
3.BPDU有两种类型（1）配置BPDU，用于生成树计算
（2）拓扑变更通告BPDU，用于通告网络拓扑的变化
4.STP录用BPDU选择根网桥的过程：交换机比较接受到的BPDU报文中的网桥ID 与自己的网桥ID哪个更小，如果接受到的BPDU中的网桥ID小于自己的，则用接受到的网桥ID替换现有的网桥ID，并向外转发，这时交换机任然监听来自其他交换机的BPDU，并继续交换，一段时间后，当所有BPDU交换完毕，根网桥也选择出来了。
5.STP利用BPDU确定端口的根路径成本：根网桥发送根路径成本为0的BPDU，其他他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发。
四.生成树端口的状态
1.转发（Forwarding）发送和接收用户数据
2.学习（Learning）构建网桥表
3.侦听（Listening）构建“活动”拓朴
4.阻塞（Blocking）只接收BPDU
5.禁用（Disable）强制关闭
五.生成树计时器
1.HELLO时间：网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔（默认为2S）
2.转发延迟：一个交换机端口在Listening和Learning状态所花费的时间间隔（默认各为15秒）
3.最大老化时间：交换机在丢弃BPDU之前存储它所用的时间（默认是20S）
其中，从阻塞到侦听20s
从侦听到学习15s
从学习到转发15s
六.Vlan与生成树
1.IEEE的通用生成树（CST）他不考虑vlan，以交换机为单位运行stp，但是结果是某个vlan的数据不能通信
2.cisco的每VLAN生成树（PVST）他是Cisco私有协议，PVST为每个虚拟局域网运行单独的生成树实例
3.Cisco的能兼容CST的PVST（PVST+）
七.PVST配置的意义
1.利用PVST实现网络的负载分担
2.配置上行链路，实现备份的上行链路快速恢复
3.配置速端口，使连接终端的端口快速进入到转发状态
八.PVST配置实例
1, 实验目的:
配置根网桥
配置上行速链路
配置速端口
2.实验环境：
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2008-10-16 20:37
3.试验配置过程
（1）交换机1上配置STP
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（2）交换机2上配置STP
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（3）交换机3上配置上行速链路和速端口
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（4）交换机4上配置上行速链路和速端口
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（5）交换机1上配置以太网通道
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（6）交换机2上配置以太网通道
下载(32.98 KB)
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（7）交换机1上使用命令查看STP
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2008-10-16 22:01
（8）交换机1上查看以太网通道
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2008-10-16 22:01
4.试验总结：掌握stp生成树协议
PVST的配置
配置根网桥
配置上行速链路
在配置STP过程中有些命令没有用到，下面将列出没有用到的命令，大家可以自己去尝试