eNSP模拟实验-STP配置和选路规则

Posted 2023-02-23

参考技术A     STP是用来避免数据链路层出现逻辑环路的协议，运行STP协议的设备通过交互信息发现环路，并通过阻塞特定端口，最终将网络结构修剪成无环路的树形结果。在网络出现故障时，STP能够快速发现链路故障，并尽快找出另外一条路径进行数据传输。

    交换机上运行的STP通过BPDU（Bridge Protocol Data Unit）信息交互，选举根交换机，然后每台非根交换机选择用来与根交换机通信的根端口，之后每个网段选择用来转发数据至根交换机的指定端口，最后剩余端口被阻塞。

STP作用：

消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。

链路备份：当活动路径发生故障时， 激活备份链路， 及时恢复网络。

    在默认情况下，交换机运行STP后，根交换机、根端口、指定端口的选择将基于交换机MAC地址的大小，因此带来了不确定性，有可能产生隐患。运行dis stp brief可以查看端口状态。在没有配置时，SW1交换机所有端口为转发状态，端口为指定端口DESI，所有SW1为根交换机。SW4的G0/0/1端口角色为ALTE，状态为丢弃状态。SW3的G0/0/3端口角色为ALTE，状态为丢弃状态。SW2的G0/0/1端口角色、SW的G0/0/2端口角色、SW4的G0/0/2端口角色为role根端口。

SW3上STP端口状态：

DESI:指定端口，状态为转发；

ROOT:根端口，距离根网桥成本最低的端口,每个非根的网桥必须选择一个根端口，状态为转发；

ALTE:替换端口(预备端口)，状态为丢弃，不会转发数据流量；

    命令dis stp可以查看到CIST Bridge :32768.4c1f-cc92-4692，即交换机MAC全局地址，交换机ID交换机优先级和MC地址组成，32768为交换机的优先级，4c1f-cc92-4692为SW2的MAC地址。生成树运算第一步就是通过比较每台交换机的ID选举根交换机。首先比较交换机优先级，数值最低的为根交换机；如果优先级相同，则比较MAC地址，数值较低的选举为根交换机。目前四台交换机优先级一样32768，SW1的MAC地址最低，选举为根交换机。

    上面时交换机默认生成的STP，现在需要手动配置。

1、配置每台交换机启用STP,将默认的MSTP改为普通STP。

[SW1]stp enable

[SW1]stp mode stp

其他三台命令一致。

2、配置根交换机

   根交换机在网络中十分重要，性能较差或者接入层交换机作为根交换机会影响整个网络的通信质量及数据传输。 根交换机选举根据交换机ID，值越小越优先，交换机默认优先级时32768。现在配置SW1为根交换机，优先级设置为0，SW2为备份根交换机，优先级设置为4096。

[SW1]stp priority 0

[SW2]stp priority 4096

    还有一种方法，使用stp root primary和stp root  secondary来设置优先级，效果一样，SW1为根交换机，优先级为0，SW2为备份根交换机，优先级为4096。

3、根端口选举

    生成树在选举出根交换机后，在每台非根交换机上选举根端口。选举时首先比较到达根交换机路径开销，路径最小的端口为根端口。跟路径开销值相同则比较每个端口所在链路上的上行交换机ID，上行交换机ID相同则比较每个端口所在链路的上行端口ID。每个交换机只能拥有一个根端口。

    来分析一下SW4的根端口，跟路径开销相同，SW2的ID比SW3的ID值小，所有与SW2连接的g0/0/2为根端口。

    dis stp interface g0/0/2查看接口开销值。 Config为手工配置的路径开销，Active为实际使用的路径开销。

    Port Cost(Dot1T ) :Config=auto / Active=20000

     手工修改 g0/0/2接口的代价值为1，stp cost 20001。修改后为:

    Port Cost(Dot1T ) :Config=20001 / Active=20001

    再次查看stp端口dis stp brief，g0/0/1变为root端口。

4、指定端口的选举

     生成树在选举出根交换机后，在每台非根交换机上选举指定端口，规则与跟端口类似。

    通过SW2 SW3之间连接的端口来分析。目前时SW2的G0/0/3端口为指定端口，SW3的G0/0/3端口为替换端口。选举先是比较两个端口的发送和接受BPDU中的根路径开销，SW2 SW3开销相同，接着比较发送和接受BPDU中的网桥ID，SW2的ID（先优先级再MAC地址）小于SW3，因此SW2的G0/0/3端口为指定端口。

     手工修改SW2的 g0/0/3接口的代价值为20001，stp cost 20001。修改后为:

    Port Cost(Dot1T ) :Config=20001 / Active=20001

    再次查看stp端口dis stp brief，g0/0/3变为替换端口，SW3的G0/0/3端口为指定端口。

    所以，在选举指定端口时首先比较根路径开销，再比较交换机ID。