STP

Posted 2020-10-31

STP
是什么 spanning-tree protocol 生成树协议

作用
在二层（交换）网络中 实现链路备份（冗余）的同时 防止环路的产生
冗余解决单点故障的问题 但是会形成环路
为了能让冗余真正实施 必须阻塞环路
当网络中 真实的有一个物理环路时 才使用STP

注意 ：STP防止二层环路

实现 将最差的交换机上的最差的端口 阻塞
交换机角色 根交换机
非根交换机
一个交换网络里面 永远只有一个根交换机 其他的交换机都是非根交换机
【选举原则】 任何一个交换机在STP中都有一个名字 BID-bridge id 桥id
BID的组成
优先级+MAC 地址
2Byte 6Byte
比较
首先比较优先级 越小越好
其次比较MAC 越小越好
更改交换机的STP优先级
sw4（config）#spanning-tree vlan 1 priority 4096
优先级必须是4096的倍数 最小为0
STP报文
BPDU bridge protocol data unit 桥接协议数据单元
root-ID 表示的是根交换机的ID信息
cost 表示的是去往根交换机的距离
BID 表示的是发送该BPDU的交换机的ID信息
Port-ID 表示的是该BPDU的出端口

注意 BPDU传输过程中cost值是会沿途累加的 会将传递方向上的所有的【入端口】 的cost值进行累加
端口角色
根端口（通）
任何一个【非根交换机】上 【有且只有一个】距离 根交换机 最近的端口
指定端口（通）
任何一个【冲突域/网段】 【有且只有一个】距离 根交换机 最近的端口
非指定端口（不通）剩下的其他端口 都叫做非指定端口
注意 到根交换机的距离的表示
cost-开销
默认值10M-100
100M-19
1GM-2
端口状态 down
listening 侦听 该状态保持15秒 听BPDU
learning 学习 该状态保持15秒 学MAC地址表
forwarding 转发
block 阻塞
STP网络收敛时间 30-50s
forward-delay 15s listening&learning 状态分别停留15s
max-age 20s 最大存活时间
hello-time 2s 交换机周期性的发送BPDU的时间
当对方链路出现故障时 自己不能直接发现的时候 会等一个 max-age 20s
当出现直连故障时 自己能直接发现链路故障 则不会等max-age 直接开始forward-delay 计时

STP 802.1d 生成树 公有标准 -------------------------PVST-> per-vlan STP 思科私有标准 可以基于vlan可以进行流量的负载均衡设计
收敛时间较长
RSTP 802.1w快速生成树 公有标准
MSTP 802.1s 多生成树 公有标准

验证与测试
show version 查看基mac
show spanning-tree 查看生成树信息
shwo spanning-tree vlan 1 查看vlan1 的生成树信息
shwo interface trunk 查看端口的阻塞状态

注意 其实现在在设备上默认运行的都是 PVST（PVST+）
即基于VLAN的STP

   在STP中引入了VLAN 以后  就可以实现数据流量的负载均衡 

例如
两个核心交换机 core1 和core2
将core1 作为vlan1和vlan2的根 vlan3和vlan4的辅根
将core2 作为vlan3和vlan4的根 vlan1和vlan2的辅根
其他交换机作为普通的非根交换机
在core1上面的配置
1创建vlan
2将vlan1和vlan2的STP优先级调整为0
将vlan3和vlan4的STP优先级调整为小于默认的32768

在core2上面的配置
1创建vlan

2将vlan3和vlan4的STP优先级调整为0
将vlan1和vlan2的STP优先级调整为小于默认的32768
例如：
两个核心交换机 Core-1和Core-2；
将Core-1作为vlan1和vlan2的根，vlan3和vlan4的辅根；
将Core-2作为vlan3和vlan4的根，vlan1和vlan2的辅根；
其他交换机作为一个普通的非根交换机
配置命令
在Core-1上面的配置：
1、创建vlan；
vlan 1
vlan 2
vlan 3
vlan 4
2、将vlan1和vlan2的STP优先级调整为0；
将vlan3和vlan4的STP优先级调整为小于默认的32768；
但是得大于“主根交换机”的优先级；
Core-1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 0
Core-1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 0
Core-1(config)#spanning-tree vlan 3 priority 4096
Core-1(config)#spanning-tree vlan 4 priority 4096

在Core-2上面的配置：
1、创建vlan；
vlan 1
vlan 2
vlan 3
vlan 4
2、将vlan3和vlan4的STP优先级调整为0；
将vlan1和vlan2的STP优先级调整为小于默认的32768；
但是得大于“主根交换机”的优先级；
Core-1(config)#spanning-tree vlan 3 priority 0
Core-1(config)#spanning-tree vlan 4 priority 0
Core-1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096
Core-1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096