STP生成樹協議與MSTP的基本原理與簡單配置

• 環路引起的問題
• 為什么要有生成樹協議
• BPDU 網橋協議數據單元
• 選舉根交換機的原則
• 端口角色
• • 端口狀態描述
  • 選舉根端口指定端口的規則
• RSTP：快速生成樹協議
• MSTP：多實例生成樹 讓指定的一個VLAN或者是多個VLAN生成一棵樹，實現鏈路的負載均衡

環路引起的問題

環路引起的問題：廣播風暴：三個交換機兩兩相連，互相廣播，無限轉發，產生廣播風暴。

環路引起的問題：MAC地址紊亂：產生環路后，PC1發送數據SW1向SW3進行廣播使得SW3F0/1記錄下PC1的MAC地址，SW1傳到SW2，SW2再向SW3進行廣播，導致SW3F0/2又記錄了PC1的MAC地址，來回重復綁定MAC地址。

為什么要有生成樹協議

以為當有環路存在時，廣播的發送會引起全網的廣播風暴，因此需要打破環路生成的條件，而生成樹協議就是解決二層廣播風暴的重要手段，另外我們會阻塞一些端口，打破環路生成條件，當鏈路出現問題時，這些被阻塞的端口可以過度到轉發狀態，實現鏈路的備份作用。

BPDU 網橋協議數據單元

STP的各種選舉是通過交換BPDU報文來實現的，BPDU是直接封裝在以太網幀中的（802.3+802.2）
對于參加STP的所有SW，它們都通過數據消息的交換來獲取網絡中其他SW的信息，這種消息就被稱為BPDU。
BPDU是直接封裝在二層的協議
功能：
1.選舉根橋
2.確定冗余路徑的未知
3.通過阻塞特定端口來避免環路
4.通告網絡的拓撲變更
5.監控生成樹的狀態

BPDU每2s由根橋發送一次（擁有最小bridge-id的交換機成為根橋）
最初的網絡，每個SW都認為自己是根橋，都會發送BPDU，比較Lowest BID,選舉出一個根橋，此時就會有根橋發送BPDU。非根橋只進行轉發，轉發時只修改bridge-id與cost字段。
BPDU分兩種類型：
1.配置BPDU通常由根網橋以周期性價格發出，包括STP參數，用于進行各種選舉
2.TCN（拓撲更改通告）BPDU，這種BPDU是當交換機檢測到拓撲發生變更時所產生。
TCN BPDU這種BPDU是SW檢測到拓撲變更時產生的，可由非根網橋發出。

選舉根交換機的原則

lowest BID=網橋優先級+MAC地址（越小越優）
交換機默認網橋優先級是32768
設置橙根網橋的方法
1.修改根網橋的優先級命令
【SW1】stp priovity 0 (4096的倍數)
2.設置此網橋為根網橋
【SW2】stp root primary (優先級變為0)

查看誰是根網橋的命令：display stp

端口角色

RP：根端口，每個非根網橋上有且只有一個，選舉到在根網橋上路徑開始值最小的成為根端口
DP：指定端口。根網橋上每個端口都是指定端口，非根網橋上需要轉發數據的端口也是指定端口
AP：預定端口。該接口狀態為discarding狀態，只收BPDU，不發BPDU。

端口狀態描述

Disabled（禁用狀態）：不轉發數據幀，不學習MAC地址表，不參與生成樹計算。
Blocking（阻塞狀態）：不轉發數據幀，不學習MAC地址表，接收并處理BPDU，不發送BPDU。
Listening（偵聽狀態）：不轉發數據幀，不學習MAC地址，參與生成樹計算，接收并發送BPDU。
Learning（學習狀態）：不轉發數據幀，學習MAC地址表，參與生成樹計算，接收并發送BPDU端口。
Fowarding（轉發狀態）：轉發數據幀，學習MAC地址表，參與生成樹計算，接收并發送BPDU端口。

端口由Blocking過渡到Fowarding有50S延遲，Blocking到Listening有20S老化時間，Listening到Learning有15s過渡時間，Learning到Fowarding有15s延遲。

選舉根端口指定端口的規則

1.Lowest past cost to root bridge(到達根的最小路徑開銷)
2.Lowest sender BID（最小的發送方BID）
3.Lowest sender port ID（最小的發送方）PID：端口優先級（默認128）+端口號

修改網橋接口優先級命令
【SW1-Ethernet0/0/2】stp port priority 0(16的倍數)

查看端口狀態命令
display stp brief

RSTP：快速生成樹協議

作用：縮短生成樹端口由阻塞到轉發狀態的過度時間開啟快速生成樹方法
開啟快速生成樹協議
[ ]stp enable
[ ]stp mode rstp

MSTP：多實例生成樹 讓指定的一個VLAN或者是多個VLAN生成一棵樹，實現鏈路的負載均衡

[SW1]stp mode mstp
將交換機配置成MSTP模式，MSTP兼 容STP/RSTP。

[SW1]stp region-configuration
進入MSTP域視圖MSTP配置模式

[ SW1-mst-region] region-name huawei
配置MSTP域的域名為huawei,缺省為交換設備主控板上管理網口的MAC地址。

[ SW1- -mst- -region] revision-level 1
配置MSTP域的MSTP修訂級別的1，缺省情況下MSTP域的MSTP修訂級別0，需要將各設備的MSTP修訂級別修改為一致

配置多生成樹實例和VLAN的映射關系，同一vlan的數據只能對應一個實例，而一個實例可以對應多個vlan(instance1vlan2to10)

[ SW1 -mst-region] instance 1 vlan 10
將vlan 10加入實例1中

[ SW1-mst-region] instance 2 vlan 20
將vlan 20加入實例2中

[ SW1 -mst-region] check region-configuration
查看MSTP域配置參數

[ SW1 -mst-region] active region-configuration
激活MSTP域的配置(必須配置)

[ SW1-mst-region]quit
退出配置模式

[SW1]stp instance 1 root primary
配置此交換機實例1的主根橋

[SW1]stp instance 2 root secondary
配置此交換機為實例2的備份根橋

[SW2]stp mode mstp
[SW2]stp region-configuration

[ SW2 -mst- region] region-name huawei
[ SW2 -mst- region] revision-level 1

[ SW2-mst-region] instance 1 vlan 10
[ SW2-mst-region]instance 2 vlan 20

[SW2- mst- reg1on] active region- configuration
[ SW2 -mst- region] quit

[SW2]stp instance 1 root secondary
配置sw1交換機為實例1的備份根橋

[SW2]stp instance 2 root primary
配置sw2交換機為實例2的主根橋

[SW3]stp mode mstp
[SW3]stp region-configuration

[ SW3-mst- region] region-name huawei
[SW3-mst-region]revision-level 1

[ SW3-mst-region] instance 1 vlan 10
[SW3-mst - region] instance 2 vlan 20

[SW3 -mst- region]active region-configuration

在所有交換機上啟用MSTP
[SW1]stp enable
[SW2]stp enable
[SW3]stp enable

[SW3]dis stp brief

查看STP接口角色及狀態信息

--------修改交換機優先級值-------

[SW1] stp priority 0
數值要為4096的倍數

[SW1]stp root primary
優先級變為0

[SW1]dis stp
查看stp信息，可以確定哪個是根網橋

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STP生成树协议与MSTP的基本原理与简单配置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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