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华为-STP生成树协议-理论加操作（附实验配置详解）

老牧童 • • 未分类 • 阅读 248

华为-STP生成树协议-理论加操作（附实验配置详解）STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。但某些特定因素会导致STP失败，要排除故障可能非常困难，这取决于网络设计。生成树协议适合所有厂商的网络设备，在配置上和体现功能强度上有所差别，但是在原理和应用效果是一致的。

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前言

STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。但某些特定因素会导致STP失败，要排除故障可能非常困难，这取决于网络设计 。生成树协议适合所有厂商的网络设备，在配置上和体现功能强度上有所差别，但是在原理和应用效果是一致的，本篇主要侧重介绍华为设备的相关配置。

一. STP生成树协议

1.1 为什么要有生成树协议?

因为当有环路存在时，广播的发送会引起全网的广播风暴，因此需要打破环路生成的条件，而生成树协议就是解决
二层广播风暴的重要手段，另外我们会阻塞-些端口，打破环路生成条件，当链路出现问题时，这些被阻塞的端口
可以过渡到转发状态，实现链路的备份的作用。
BPDU (Bridge Protocol Data Unit) 网桥协议数据单元
STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的，BPDU是直接封装在以太网帧中的。(802. 3+802. 2)
对于参与STP的所有SW，它们都通过数据消息的交换来获取网络中其他SW的信息，这种消息就被称为BPDU.
BPDU是直接封装在二层的协议

1.2 BPDU的功能:

1.选举根桥
2.确定冗余路径的位置
3.通过阻塞特定端口来避免环路
4.通告网络的拓扑变更
5.监控生成树的状态|1
BPDU每2S由根桥发送一次。(拥有最小br idge- id的交换机成为根桥)
最初的网络，每个SW都认为自己是根桥，都会发送BPDU，比较Lowest BID，选举出一个根桥，此时就只有根桥发送
BPDU。 非根桥只进行转发，转发时只修改bridge- id和cost字段。

1.3 BPDU分两种类型:

1、配置BPDU–通常由根网桥以周期性间隔发出，包括了STP参数，用于进行各种选举
2、TCN ( topology change notification 拓扑变更通告) BPDU–这种BPDU是当交换机检测到拓扑发生变更时所产生
TCN ( Topology Change Notification) BPDU
这种BPDU是SW检测到拓扑变更时产生的。可由非根网桥发出。
选举根交换机的规则:
lowest BID=网桥优先级+ MAC地址 (越小越优)
交换机默认网桥优先级是32768

1.4 设置成根网桥两种方法

1.4.1. 修改网桥优先级命令

[SWI]stp_ priority 0 (数值需要设定为4096的倍数)

1.4.2. 设置此网桥为根网桥

 [sw1]stp root primary (优先级将变为0)

1.5 查看谁是根网桥的命令:

display stp .
端口角色:
RP:根端口。每个非根网桥上有且只有一个，选举到达根网桥上路径开销值最小的成为根端口。
DP:指定端口。根网桥上每个端口都是指定端口，非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口。
AP:预备端口。该接口状态为blocking状态，只收BPDU,不发BPDU。
端口状态描述:
Di sabled (禁用状态):不转发数据帧，不学习MAC地址表，不参与生成树计算
Blocking (阻塞状态) :不转发数据帧，不学习MAC地址表，接收并处理BPDU,不发送BPDU。
Listening (侦听状态) :不转发数据帧，不学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并发送BPDU
Learning (学习状态) :不转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并发送BPDU
Forwarding (转发状态) :转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接收并发送BPDU
端口由Blocking过渡到Forwarding有50S延时，Blocking到Listening有20S 老化时间，Listening到Learning 
有15S过渡时间，Learning到Forwarding有 15S过渡时间。

1.6 选举根端口、指定端口的规则:

  1. Lowest path cost to root bridge (到达根的最小路径开销)
  2. lowest sender BID (最小的发送方BID)
    QLowest sender port ID (最小的发送方PID)优先级(默认128) +端口号
    BW Cost
    10M 100
    100M 19
    1G 4
    10G 2
    修改网桥接口优先级命令:
[SW1-Ethernet0/0/2]stp port priority 0

查看端口状态命令:

display stp brief

IRSTP:快速生成树协议缩短 生成树端口由阻塞到转发状态的过渡时间

1.7开启快速生成树方法

stp enable
stp mode_ rstp

MSTP:多实例生成树让指定 的- -个VLAN或者是多个VLAN生成一棵树， 实现链路的负载均衡
命令整理如下:
系统模式下

stp mode mstp  //stp 模式设置为mstp
stp region-configuration //进入mstp设置模式
region-name huawei  //区域名称为HUAWEI
revision-level 1    // 版本级别为1
instance 1 vlan 10  // 定义实例1为vlan10
instance 2 vlan 20  //定义实例2位VLAN20
active region-configuration  对mstp 配置保存 
系统模式下：
[Huawei]stp instance 2 root primary  //定义本台交换机是实例2的根
[Huawei]stp instance 1 root secondary  //定义本台交换机是实例1的备份

二 . 具体配置实验案例

2.1 实验环境

espn 华为模拟器

在这里插入图片描述

2.2 实验目的

查看stp 协议 运行参数模式，以及配置MSTP（多实例生成树）

2.3 具体配置及参数代码图片分析

2.3.1 配置基本参数，实现互通

配置 LSW3
v b 10 20
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/3
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/4
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20



配置lsw1
v b 10 20
#
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#

配置lsw2
v b 10 20
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
#

配置AR1
[Huawei]int g 0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]ip add 192.168.20.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]int loop 0
[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[Huawei-LoopBack0]

2.3.2此时已经实现了互通

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.3.3 下面用display stp brief 命令查看各交换机接口状态

交换机是默认自动运行STP协议的
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
经过上图查看STP的端口所示：LSW3的 e0/0/3 为AP口，保持blocking状态
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.4 配置MSTP

在这里插入图片描述
如图所示，此时只有1和2 两条路负责vlan 数据的转发，压力比较大，为了实现链路的负载均衡，我们需要使用MSTP，多实例生成树，让指定的一个vlan或多个vlan生成一棵树，实现链路的负载均衡，具体配置如下所示：

LSW1配置

系统模式下
stp mode mstp  //stp 模式设置为mstp
stp region-configuration //进入mstp设置模式
region-name huawei  //区域名称为HUAWEI
revision-level 1    // 版本级别为1
instance 1 vlan 10  // 定义实例1为vlan10
instance 2 vlan 20  //定义实例2位VLAN20
active region-configuration  对mstp 配置保存 
系统模式下：
[Huawei]stp instance 1 root primary   //定义本台交换机是实例1的根
[Huawei]stp instance 2 root secondary  //定义本台交换机是实例2的备份

LSW2

系统模式下
stp mode mstp  //stp 模式设置为mstp
stp region-configuration //进入mstp设置模式
region-name huawei  //区域名称为HUAWEI
revision-level 1    // 版本级别为1
instance 1 vlan 10  // 定义实例1为vlan10
instance 2 vlan 20  //定义实例2位VLAN20
active region-configuration  对mstp 配置保存 
系统模式下：
[Huawei]stp instance 2 root primary  //定义本台交换机是实例2的根

[Huawei]stp instance 1 root secondary  //定义本台交换机是实例1的备份

LSW3

系统模式下
stp mode mstp  //stp 模式设置为mstp
stp region-configuration //进入mstp设置模式
region-name huawei  //区域名称为HUAWEI
revision-level 1    // 版本级别为1
instance 1 vlan 10  // 定义实例1为vlan10
instance 2 vlan 20  //定义实例2位VLAN20
active region-configuration  对mstp 配置保存

2.5 配置完成后，查看端口状态发生了变化

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.6 下面DOWN掉LSW1的一条链路，进行测试

在这里插入图片描述

2.7 结果发现，端口状态发生了变化，自动将AP状态进行了转换，并不影响数据传输

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.7 实验结束。

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