本文講述了思科認(rèn)證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡(luò)通信原理及配置。分享給大家供大家參考，具體如下：

思科認(rèn)證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡(luò)通信原理及配置詳解

STP由來(lái)

最開(kāi)始的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，PC之間的互通鏈路只有一條單一的鏈路，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，單一的鏈路壓力也來(lái)越大，任何一個(gè)設(shè)備或鏈路出現(xiàn)問(wèn)題，PC之間都會(huì)無(wú)法通信

為了避免無(wú)法通信問(wèn)題，往往會(huì)在交換機(jī)之間增加冗余/備份鏈路來(lái)保證PC之間的通信。

數(shù)據(jù)環(huán)路導(dǎo)致廣播風(fēng)暴

每條鏈路都是互通的

交換機(jī)收到無(wú)法識(shí)別的數(shù)據(jù)幀后進(jìn)行廣播，

數(shù)據(jù)環(huán)路導(dǎo)致廣播風(fēng)暴

廣播幀在交換機(jī)之間一直循環(huán)下去，從而消耗系統(tǒng)資源，降低傳輸質(zhì)量

廣播幀的不斷增多，還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備宕機(jī)重啟

STP概述

STP-Spanning Tree Protocol（生成樹(shù)協(xié)議）

邏輯上斷開(kāi)環(huán)路，防止廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。即阻塞某些接口，破除環(huán)路

當(dāng)主線路故障，阻塞接口被激活；主線路恢復(fù)，備份線路再次阻塞

實(shí)現(xiàn)物理線路備份

實(shí)現(xiàn)邏輯無(wú)環(huán)

STP工作原理

步驟一：確定交換機(jī)角色

根交換機(jī)

非根交換機(jī)

步驟二：確定端口角色

根端口

非根端口

非指定端口

步驟三：確定端口狀態(tài)

禁用：接口沒(méi)有啟動(dòng)STP，或者接口處于關(guān)閉狀態(tài)

偵聽(tīng)：正在比較STP報(bào)文，確定交換機(jī)和端口角色

學(xué)習(xí)：正在學(xué)MAC地址表、

轉(zhuǎn)發(fā)：可以正常接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包

阻塞：阻塞端口，不能轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)數(shù)劇包

確定交換機(jī)角色

網(wǎng)橋ID
STP協(xié)議為交換機(jī)取得名字，用于在交換網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識(shí)該設(shè)備
通過(guò)比較每個(gè)交換機(jī)的BID，來(lái)選舉根交換機(jī)：BID越小越好

根據(jù)網(wǎng)橋ID，選擇根交換機(jī)

確定端口角色

選舉根端口：每一個(gè)非根交換機(jī)上，有且只有一個(gè)，距離根交換機(jī)最近的端口

確定指定端口：每一個(gè)鏈路上，有且只有一個(gè)，距離根交換機(jī)最近的端口

最后確定非指定端口：除了根端口和指定端口，剩余所有端口都是非指定端口

端口角色選舉規(guī)則
首線比較端口到根交換機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)，越小越好
開(kāi)銷(xiāo)一樣，比較端口坐在交換機(jī)的BID，越小越好
若BID一樣，比較端口的PID，越小越好

選舉根端口

選舉指定端口

在每個(gè)網(wǎng)段上，選擇一個(gè)指定端口

距離根網(wǎng)橋的路徑成本開(kāi)銷(xiāo)較小

網(wǎng)橋ID較小

根交換機(jī)上的端口全是指定端口

選取非指定端口
最后剩下德端口，被阻塞

生成樹(shù)算法結(jié)果

最終形成數(shù)據(jù)‘轉(zhuǎn)發(fā)路徑’：

被阻塞的鏈路，作為備份鏈路

歸納STP工作原理：

選擇根網(wǎng)橋

網(wǎng)橋ID最小

選擇根端口（非根網(wǎng)橋）
-此端口到大根網(wǎng)橋路徑成本最低

選擇指定端口

根網(wǎng)橋上所有端口都是指定端口

此端口所在交換機(jī)到達(dá)根網(wǎng)橋成本最低

地端口所在交換機(jī)網(wǎng)橋ID最小

STP協(xié)議通信報(bào)文-----BPDU

Bridge Protocol Data Unit–橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元 ，STP協(xié)議的報(bào)文

通過(guò)這種報(bào)文，STP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了自己所有的功能

BPDU類(lèi)型

配置BPDU

拓?fù)渥兏ㄖ?/p>

BPDU選擇根網(wǎng)橋

當(dāng)交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的BPDU中根網(wǎng)橋ID字段填寫(xiě)自己的網(wǎng)橋ID ，當(dāng)接收到其它交換機(jī)發(fā)出的BPDU后，比較網(wǎng)橋ID，選擇較小的的添加到根網(wǎng)橋ID中。當(dāng)全網(wǎng)所有的交換機(jī)收到全部的BPDU并做比價(jià)后，就可以選擇出唯一的一個(gè)根網(wǎng)橋

STP端口的五種狀態(tài)

禁用（DIsabled）：強(qiáng)制關(guān)閉，沒(méi)有啟用STP協(xié)議

阻塞（Blocking）：只接受BPDU，不能發(fā)送BPDU

幀聽(tīng)（Listening）：比較BPDU，確定交換機(jī)端口和角色

學(xué)習(xí)（Learning）：基于端口上收到的數(shù)據(jù)幀，學(xué)習(xí)MAC地址表

轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）：端口的最終完美狀態(tài)，發(fā)送和接收用戶(hù)數(shù)據(jù)

STP的三種計(jì)時(shí)器，用于維護(hù)STP轉(zhuǎn)發(fā)路徑以及恢復(fù)STP故障鏈路
Hello時(shí)間：一個(gè)端口上發(fā)送BPDU的時(shí)間間隔，默認(rèn)為2S
轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)（Forward delay）：端口在轉(zhuǎn)發(fā)和學(xué)習(xí)狀態(tài)，分別停留的時(shí)間
最大老化時(shí)間（Max age）：一個(gè)端口最大的沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)BPDU的時(shí)間

STP配置命令

默認(rèn)情況下交換記得STP功能處于開(kāi)啟狀態(tài)

[Huawei]stp  { enable  | disable }     //開(kāi)啟或關(guān)閉STP功能
[Huawei]stp mode  { stp | rstp | mstp }

修改交換機(jī)的STP優(yōu)先級(jí),默認(rèn)值為32768步長(zhǎng)為4096

[Huawei]stp priority 4096

修改端口的 STP cost ,在端口開(kāi)啟/關(guān)閉STP功能

[Huawei]interface g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]stp cost 100
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]stp {enable | disable}

配置優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)低的為根交換機(jī)，LSW1由非根交換機(jī)變?yōu)楦粨Q機(jī)
根交換機(jī)的接口全為指定接口。

RSTP概述

STP存在許多弊端

收斂時(shí)間慢：30s-50s

設(shè)備利用率低

RSTP，即Rapid STP，快速生成樹(shù)協(xié)議，在STP的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來(lái)
RSTP相對(duì)于STP優(yōu)化的部分

STP和RSTP存在的弊端
當(dāng)設(shè)備上運(yùn)行了STP/RSTP，阻塞一個(gè)端口，意味著所有的VLAN都不能通過(guò)這個(gè)阻塞端口轉(zhuǎn)發(fā)信息—導(dǎo)致阻塞端口的線路一直空閑，降低設(shè)備的使用率

MSTP多實(shí)例生成樹(shù)協(xié)議

端口狀態(tài)：
discarding丟棄，相當(dāng)于STP中的禁用、偵聽(tīng)、阻塞、不轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)數(shù)據(jù)
Learning學(xué)習(xí)，類(lèi)比STP中學(xué)習(xí)狀態(tài)
Forwarding轉(zhuǎn)發(fā)，類(lèi)比STP中轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)

MSTP案例

1、配置PC機(jī)IP地址
2、創(chuàng)建VLAN
每臺(tái)叫換機(jī)都要配置VLAN 10 20

<Huawei>u t m
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>system-view 
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname SW2
[SW2]VLAN  batch  10 20 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[SW2]

配置Trunk和Access
交換機(jī)與交換機(jī)之間使用trunk，PC機(jī)與交換機(jī)使用access

交換機(jī)SW1
[SW1]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW1-port-group]port link-type trunk 
[SW1-port-group]port trunk allow-pass vlan all 
[SW1-port-group]
交換機(jī)SW2
[SW1]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW1-port-group]port link-type trunk 
[SW1-port-group]port trunk allow-pass vlan all 
[SW1-port-group]
交換機(jī)3
......
交換機(jī)4
......

將對(duì)應(yīng)接口加入到VLAN中

SW1:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 10
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 10
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 20
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 20

MSTP配置：所有交換機(jī)一致

stp region-configuration  //進(jìn)入MSTP 域配
region-name A1   //配置域名A1-一個(gè)區(qū)域的交換機(jī)域名要一致
instance 1 vlan 10   //將vlan10 加入到實(shí)例1 （組1）
instance 2 vlan 20   //將vlan20 加入到實(shí)例2（組2）
active region-configuration //激活域配

實(shí)例的根網(wǎng)橋配置

[SW1]dis stp region-configuration //查看 實(shí)例信息 

SW2
[sw2]stp instance 1 priority 4096  //指定實(shí)例1 的根 在SW2上 
[SW2]dis stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/10       DESI  FORWARDING      NONE
[SW2]
SW3
[sw3]stp instance 2 priority 4096  //指定實(shí)例2 的根 在SW3上 
[SW3]dis stp instance 2 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/10       DESI  LEARNING        NONE
[SW3]

對(duì)于實(shí)例1：

對(duì)于實(shí)例2：

 以上就是思科認(rèn)證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡(luò)通信原理及配置的全部介紹，希望對(duì)大家有所幫助！

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