思科生成树协议STP

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了思科生成树协议STP相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

参考技术A

思科生成树协议STP

  STP(生成树协议)是一个二层链路管理协议。它的主要功能是在保证网络中没有回路的基础上,允许在第二层链路中提供冗余路径,以保证网络可靠、稳定地运行。下面我整理了一位思科网络工程师关于STP笔记,现分享给大家!

  STP定义

  1.STP(生成树协议)是一个二层链路管理协议。它的主要功能是在保证网络中没有回路的基础上,允许在第二层链路中提供冗余路径,以保证网络可靠、稳定地运行。

  2.回路会造成数据在环路中无限循环,终端站点接收重复的信息,交换机在多个端口上得到同一个终端站点的MAC地址,产生广播风暴,影响整个网络的正常运行。

  3.IEEE802.1D是最早的STP标准,它提供了动态冗余切换机制,是目前最流行、应用最广泛的STP标准。STP运行在交换机和网桥设备上,通过计算建立一个稳定的树状结构网络,来避免网络中回路的产生。

  STP的基本工作原理

  1.STP通过在交换机之间传递网桥协议数据单元BPDU,并用生成树算法STA,对其进行比较计算。

  2.根据BPDU提供的参数和生成树计算,STP首先选定一个根网桥,根网桥是整个生成树拓扑结构的核心。所有的数据实际上都要通过根网桥。

  3.然后确定交换机冗余链路端口的工作状态,让一些端口进入阻塞工作模式,另一些端口进入转发工作模式。其中被阻塞的端口仍然是一个激活的端口,但它只能接收和读取BPDU,不能接收和转发数据流。

  4.用改变冗余端口的工作状态来阻断网络中的部分冗余路径,使其成为备份链路,以保证在任何两个终端站点之间,只存在一条激活的路径,避免了回路的产生。

  5.STP还计算从根到二层网络中所有交换机的最佳路径,并建立一个无环路的树状结构网络。

  在网络运行过程中,如果一个网段在生成树中因故障而失效,多余的路径又存在时,生成树会重新计算生成树拓扑,并强制将有故障的链路变为备份链路,而把原备份链路重新激活。(重新设置转发端口和阻塞端口)

  STP:交换机和网桥的区别

  在STP的处理过程中,交换机和网桥是有区别的,交换机需要对VLAN进行处理。

  1.首先要指定一个根交换机,然后为每一个VLAN选择一个根网桥,因为每个虚拟网都是一个独立的广播域。最后再确定冗余端口的工作模式,选择备份链路和激活链路,生成无回路的拓扑结构。

  2.根的.确定,树状结构的生成,主要是依靠BPDU提供的信息。BPDU数据包有两种类型,一种是包含配置信息的配置BPDU(不超过35B),另一种是包含拓扑变化信息的拓扑变化通知BPDU(不超过4B)。

  3.在配置BPDU包中的BridgeID信息,是选取根网桥或根交换机的主要依据。BridgeID值最小的成为根网桥或根交换机。

  4.BPDU每2秒定时发送一次,在网络发送故障或拓扑结构发生变化时也会发送新的BPDU,以维护生成树树状结构。

  5.在选择根网桥时,如果优先级值相同,那么就根据MAC地址的值决定根网桥,MAC地址的值最小的为根网桥。

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MSTP多生成树协议

MSTP多生成树协议

1、MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)概述

mstp是一个公有生成树协议,在实际生产环境中得到了广泛的应用。传统的生成树只运行一个实例,且收敛速度慢,RSTP在传统的STP基础上通过改进达到了加速网络拓扑收敛的目的,但是仍然有缺陷,由于STP和RSTP在整个局域网中,所有的vlan共享一个生成树实例,因此无法实现基于vlan的负载均衡,网络环境稳定状态下备份链路始终不能转发数据流量,造成带宽的浪费。

2、STP、RSTP、PVST的应用缺陷

(1)统一局域网内所有的vlan共享一个生成树,无法在vlan间实现数据流量的负载均衡。
(2)链路利用率低,被阻塞的冗余链路不承载任何流量,造成了带宽的浪费,还可能造成部分vlan报文无法转发。
(3)PVST为思科私有,可以实现多实例,多vlan。但是由于每个VLAN都需要生成一棵树,PVST BPDU的通信量将正比于Trunk的VLAN个数,在VLAN个数比较多的时候,维护多棵生成树的计算量和资源占用量将急剧增长,资源消耗大。

3、MSTP的主要特点

(1)多生成树
(2)多vlan运行一个生成树
(3)生成树实例MSTI
每个实例可以包含一个或多个VLAN,每个VLAN只能映射到一个实例,从而实现不同VLAN组之间的负载分担。将每一个实例都看成STP,所以不同实例下都有一个相对应的根,选举规则与STP一致,在多余链路上实现VLAN级的负载均衡。
(4)MST域
为了确保多生成树计算的准确性,这些网桥的VLAN和实例映射关系必须完全相同。然而在大型网络中不能保证所有网桥配置相同的VLAN映射关系,MSTP就提出了MST域来解决此问题。将大型网络划分成多个MST域 ,把拥有相同VLAN映射关系(也就是同一个实例)以及其他属性的网桥放在同一个域中,域之间运行标准还是RSTP。通过MST配置标识来判断设备是否在同一MST域内。
(5)vlan映射表
VLAN映射,其主要的功能是将用户报文中的私网VLAN Tag替换为公网的VLAN Tag,使其按照公网的网络规划进行传输。在报文被发送到对端用户私网时,再按照同样的规则将VLAN Tag恢复为原有的用户私网VLAN Tag,使报文正确到达目的地。

4、MSTP的网络层次

5、MSTP配置命令


SW1配置:
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name X
revisio-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration
quit
stp instance 1 root primary
stp instance 2 root secondary

SW2配置:
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name X
revisio-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration
quit
stp instance 1 root secondary
stp instance 2 root primary

SW3配置:
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name X
revisio-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration
quit

以上是关于思科生成树协议STP的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

日常笔记-stp

学习经验

STP(生成树协议)--学习笔记

升级版协议-MSTP(多生成树协议)

生成树协议

生成树协议