lingshu98
新新人类
帖子
54
精华
0
无忧币 14
积分 39
阅读权限 20
|
发表于:2008-6-16 13:34
标题：STP RSTP MSTP PVST+学习
＜上一帖 |
下一帖＞
BPDU bridge protocol data units
802.1d STP 802.1w RSTP 802.1s MSTP
STP spanning-tree protocol
RSTP rapid spanning-tree protocol
MSTP multilayer spanning-tree protocol
SSTP single spanning-tree protcol
RSTP 是STP扩展，其主要特点增加了端口状态的快速切换机制，能够实现网络拓朴的快速转换。
Root Bridge 根网桥 Root port 根端口 Designated port 指定端口 Pathcost 路径成本
目的MAC是多播地址 01-80-C2-00-00-00
SPA spanning-tree algorithm 生成树算法
bridge priority 网桥优先级 hello time hello时间 forward delay 转发延时 max age 生存时间
path cost 路径成本 port priority 端口优先级 disabled 关闭 blocking 锁定
listening 侦听 learing 学习 forwarding 转发
字节 字段 描述
2 协议ID 此处总为0
1 版本 STP的版本。802.1为0
1 消息类型 BPDU的类型（配置BPDU=ox00 TCN=ox80）
1 标志 TC/TCA
8 根ID 根网桥的网桥ID
4 路径开销 到达根网桥的STP开销
8 网桥ID 转发根网桥BPDU的网桥的ID
2 端口 转发根网桥BPDU的网桥的端口ID
2 消息寿命 从根桥发出BPDU之后的秒数，每经过一网桥就减一。即为跳数
2 最大寿命 网桥交根桥看作不可用前保留根桥ID的最大时间
2 hello 时间 根桥连续发出BPDU的间隔
2 转发延迟 网桥监听与学习状态所停留的时间。
算法就是为解决特定问题的一个公式或一组步骤。算法依赖与一套规则，有明确的开始和结束。
网桥ID (BID)是 生成树算法所使用的第一个参数。STP使用BID来决定桥接网络的中心，称为根网桥或根交换机。
2个字节网桥优先级。0-65535 。默认32768。0X8000
MAC地址。 24个bit的厂商ID。24个分配的。 BID中的MAC地址是交换机的一个MAC地址。每个交换机都有一个MAC地址池，每个STP实例使用一个作为VLAN生成树实例的BID。
(s,t) (u,v)
s
s=u,且t
时 (s,t)
路径开销是生成树算法所使用的第2个参数，用来决定到根交换机的路径。
路径开销是用来衡量网桥之间的距离有多么近的。路径开销是两个网桥之间某条路径上所有链路开销的总和。
交换机是用路径开销来决定到根交换机的最佳路径。最短链路组合具有最小累计路径开销，并为到根交换机的最佳路径。
网络上所有交换机必须使用同样的标准。
端口ID是生成树算法使用的第3个参数，用来决定根交换机的路径。
IOS 8bit 8bit COS 6bit 10bit
s
s=u , t
(s,t)
端口优先级是一个可以配置的STP参数，在IOS上交换机其值的范围为0-255.。标准128
端口号是catalyst 交换机用来列举端口的数字标志。IOS 为256个端口。
当一个BPDU到达交换机端口时，交换机会使用上面4个参数来判断该BPDU是否比该端口已经存储的BPDU更好。如果新收到的BPDU（或本地生成的BPDU）更好，则替换原有的值。
当一个网桥第一被激活时，其上的所有端口每隔2秒（默认hello 时间）发送一次BPDU。
如果一个端口发现从其他网桥收到的BPDU比自己的更好，则本地端口就停止发送BPDU。如果有20秒（MAX AGE）的时间没有从邻居收到这个更好的BPDU，本地端口就重新开始发送BPDU。最大生存时间是最佳BPDU超时的时间。
选举一个根交换机
选举一个根端口
选举指定端口
在一个稳定状态的网络中，BPDU从根网桥流出，沿着这些无环支路到达网络中每一个网段。
root war 网桥战争 选举根交换机
一个网桥的根端口就是按照路径开销最靠近根交换机的端口。每一个非根交换机都必须选举一个根端口。网桥跟踪根路径开销，它是到根交换机所经链路的开销之和。
当一个端口收到BPDU时该开销会增加，而它们发送时并不增加
桥接网络中的每个网段都必须有一个指定端口。一个网段的指定端口是连接在该网段上的一个桥接端口，它通过该网段即向根交换机发送流量也从根交换机接收流量。这一方法的背后的思路就是假如每条链路只有一个端口来处理流量，所有的环路就会被打破。一个网段的指定网桥就是包含该网段的指定端口的网桥。
根网桥
根端口
指定交换机
指定端口
接入端口在指定端口选举中不扮演角色。中继端口是用来连接其他交换机的。接入端口是用来连接到主机或路由器的。 STP 都是在中继端口上交互的。
BackboneFast
blocking start 阻塞状态
bridge ID 网桥ID
CST common spanning tree 公共生成树
Edge port 边缘端口
EtherChannel 以太信道
forward delay 转发延时
forwarding state 转发状态
link aggregation control protcol 链路汇聚控制协议
MST mono spanning tree 单生成树
multiple instance of spanning tree protocol MISTP 多实例生成树协议
per-vlan spanning-tree PVST 每VLAN生成树
prot aggreation protocol PagP 端口聚合协议
port number 端口号
port priority 端口优先级
uplinkfast
portfast
禁用状态是管理性的关闭STP状态。它不是正常STP端口过程的一部分。
阻塞状态
丢弃从所连接的网段上收到的数据帧和通过交换而来内部转发的帧。
接收BPDU并直接传递给系统模块
没有地址数据库
不传递从系统模块收到的BPDU
接收并相应网络管理消息，单并不传递他们
侦听状态
如果一个网桥在它启动或者一定时间内没有收到BPDU后就立即认为自己是根交换机，端口进入侦听状态。
丢弃所有连接网段收到的帧或其他端口交换来的帧
没有地址数据库
接收BPDU并直接传递给系统模块
处理从系统模块模块收到的BPDU
接收并响应网络管理消息
选举根交换机，根端口和指定端口发生在侦听状态期间。在指定端口选举中失败的端口成为一个非指定端口，并回到阻塞状态。剩下的指定端口或根端口在15秒后进入学习状态
学习状态
丢弃所连接网段上收到的帧
丢弃从其他端口交换来需要转发的帧
将位置状态包含进自己的地址数据库里
接收BPDU并直接传递给系统模块
接收，处理并传递从系统模块收到的BPDU。
接收并响应网络管理消息
学习状态开始创建桥接表。收集诸如数据源帧VLAN等信息的一种STP状态。
转发状态
转发状态是一种在端口上即接收又发送数据流量的STP状态
转发从所链接网段上收到的帧
转发从其他端口交换来需要转发的帧
将位置状态信息包含到自己的地址数据库
接收BPDU，并将其直接传递给系统模块
处理从系统模块来的BPDU
接收并响应网络管理消息
STP Overview
STP is a layer 2 link management protocol that provides path redundancy while preventing loops in the network.
STP 是在数据链路层提供冗余并预防环路的管理协议
For Layer 2 Ethernet network to function proerly , only one active path can exist between any two stations.
STP协议使两个站点间只有一条活跃的链路
Multiple active paths among end stations cause loops in the network.
如果在站点间存在多个活跃的链路
If a loop exists in the network,end stations might receive duplicate messages.
将可能导致站点接收到多个帧的副本
Switches might also learn end-staion MAC address on multiple Layer 2 interface.
交换机在多个接口上学习到相同终端的MAC地址
These conditions result in an unstable network.
这些情况使网络变的不稳定
Spanning-tree operation is transparent to end stations,which cannot detect whether they are connected to a single LAN segment or a switched LAN of multiple segments.
不论你是链接在一个LAN 分段上还是连接在多个分段上终端都是无法察觉的。因为STP是对终端透明的。
The STP uses a spanning-tree algorithm to select one switch of a redundantly connected network as the root of the spanning tree.
STP通过算法计算出根。
The alogorithm calculates the best loop-free path through a switched Layer 2 network by assigning
a role to each port based on the role of the prot in the acitve topology:
并且拓朴中每个端口都会处在下面的某种状态
Root A forwarding port elected for the spanning-tree topology
根 选举出的转发端口
Designated A forwarding port elected for every switched LAN segement
指定 每个分段选举出的转发端口
Alternate A blocked port providing an alternate path to root bridge in the spanning tree
预备 处在监听状态的端口
Backup A blocked port in a loopback configuration
备份 锁定的端口
enable state enable on VLAN1
spanning-tree mode PVST+ (rapid PVST+ and MSTP are desabled)
switch priority 32768
spanning-tree port priority (configurable on a per-interface basis) 128
spanning-tree port cost (configurable on a per-interface basis) 1000mb/s 4
100mb/s 19
10 mb/s 100
spanning-tree VLAN port priority (configurable on a per-vlan basis) 128
spanning-tree VLAN port cost(confgiurable on a per-vlan basis) 1000mb/s 4
100mb/s 19
10mb/s 100
spanning-tree timers hello time 2 seconds
forward-delay time 15 seconds
maximum-aging time 20 seconds
transmit hold count 6 BPDUS
Bridge ID, switch priority and extended system id
The IEEE 802.1D standard requires that each switch has an unique birdge identifier (bridge ID).
IEEE 802.1D 需要每个交换机都有唯一的桥ID
controls the selection of the root swtich.
来进行根网桥的选举
Because each VLAN is considered as a different logical bridege with PVST+ and rapid PVST+,the
same switch must have a different bridge IDs for each configured VLAN.
因为 PVST+ 和 快速 PVST+ 每VLAN生成树。就需要交换机针对每个VLAN 有不同的BID。
Each VLAN on the switch has a unique 8-byte bridge ID .
每个VLAN 都需要有唯一的8byte的桥ID
The 2 most-significant byte are used for the switch priority , and the remaining 6 byte are derived from the switch MACaddress.
2 个字节来表示优先级。6格字节为交换机的MAC地址
The switch support the IEEE802.1t spanning-tree extensions, and some of the bits previously used for the switch priority are now used as the vlan identifier.
交换机支持 IEEE 802.1t ，把原来表示交换机优先级的bit用来表示vlan 号。
The result is that fewer MAC addresses are reserved for the switch.and a larger range of VLAN IDs can be supportd. all while maintaining the uniqueness of the bridge ID .
交换机优先级字段变成4bit。另外12bit来表示vlan ID。相加形成唯一的桥ID。
the 2 bytes previously used for the switch priority are reallocated into a 4-bit priority value and a
12-bit extended system ID value equal to the vlan ID.
4bit 的交换机优先级+12 bit 扩展系统ID， 12bit 扩展系统ID等于VLAN ID
spanning-tree users the extended system ID, the switch priority, and the allocated spanning-tree MAC address to make the bridge ID unique for each VLAN.
生成树使用扩展系统ID。利用优先级 vlan号 MAC 地址生成唯一的桥ID。
support for the extended system ID affects how you manually configure the root switch, the secondary root switch, and the switch priority of a VLAN.
通过扩展系统ID 你可以手动配置VLAN 的根交换机，第二根和交换机优先级。
STP RSTP MSTP PVST+学习 (2)
MAC media access control
STA spanning-tree Algorithm
hello time 2 second
01-80-c2-00-00-00
TCN topoolgy change notification
DLC--------DLC Header-----------
DLC:
DLC: Frame 15 arrived at 11:02:20:8523:frame size is 60(003c)bytes.
DLC: Destination=Mulitcast 0180c2000000, Bridge_Group_Addr 2层多播地址
DLC: Source=station cisco 7A009A6 发送端口MAC地址
DLC: 802.3length = 39 长度
DLC
LLC:---------LLC Header------------
LLC:
LLC: DSAP Address = 42, DSAP IG Bit=00 (individual address) 0x42 代表 BPDU
LLC: SSAP Address = 42, SSAP CR Bit= 00 (command) 0x42 代表 BPDU
LLC: unnumbered frame:UI
LLC:
BPDU:-------Bridge Protocol Data Unit Header-------------
BPDU rotocol identifier = 0000 0 协议ID
BPDUrotocol Version = 00 0 STP 为0 RSTP 2
BPDU:
BPDU: BPDU Type = 00 (configuration) 00 配置BPDU 80 TCN BPDU
BPDU:
BPDU:BPDU Flags = 00 LSB = TC 标记 MSB=TCN 标记
BPDU:0... .... = Not Topology Change Acknowledgement
BPDU:.... ...0 = Not Topology Change
BPDU:000 000. = Unused
BPDU:
BPDU:Root identifier= 8000.004000BA009A2 根网桥ID
BPDUriority = 8000 优先级
BPDU:MAC Address = 00400BA009A2 MAC地址
BPDU:
BPDU:Root Path Cost = 0 根路径成本
BPDU:Sending Bridge id = 8000.00400BA009A2.8005 发送网桥ID
BPDU:Priority = 8000 发送网桥优先级
BPDU:MAC Address = 0040BA009A2 发送网桥MAC
BPDU:Port = 8005 端口ID
BPDU:Message Age =0.000 seconds 自根发出BPDU之后的时间
BPDU:Information Lifetime = 20.000 seconds
BPDU:Root Hello Time = 20.000 seconds
BPDU:Forwarding Delay = 15.000 seconds
BPDU:
DLC: Frame Padding =7 btyes 填充
LSB least significant bit 最低有效位
MSB most significant bit 最高有效位
RP root port
DP designated port
N-DP nondesignated port
hello 时间默认为2秒 配置为1-10秒之间的某个数值
forwarding delay 默认为15秒 可以配置为 4-30秒
当网络拓朴处于过渡期的时候，将不传递任何用户数据
MAC地址分配和缩减
Catalyst 交换机MAC地址池最多可以支持1024个MAC地址
交换机型号决定了可用MAC地址的数目，并不是所有交换机都支持1024个MAC地址
最后一个MAC地址分配给supervisor engine 的带内管理接口 sc0
如果交换机所拥有的MAC地址数目少于所支持的VLAN数目，那么MAC地址缩减就支持4094个STP实例。
系统ID扩展 system id extension
|------------------------16bit-----------------|------------------------48bit---------------------------------|
| 优先级 | MAC地址 |
|----4bit------|----------12bit----------------|-----------------------48bit---------------------------------|
优先级 系统ID扩展 MAC地址
如果启用MAC地址缩减特性，网桥优先级就成为了4096的倍数加上VLAN ID。
0 4096 8192 12288 16384 20480 24576 28672 32768 36864 40960 45056 49152 53248
57344 61440
catalyst 交换机上STP 默认模式是PVST+，PVST+ 模式为每一个VLAN 运行一个STP实例
switch# conf t
switch(config)# spanning-tree vlan 100
switch(config)#spanning-tree vlan 100 priortiy 4096
switch(config)#spanning-tree vlan 100 root primary
switch(config)#spanning-tree vlan 100 root secondary
我们建议给跟网桥指定的根优先级值是4096
通过手工配置优先级，可以为根网桥和辅助跟网桥获得确定性的优先级数值。是推荐的做法
接口介质决定了生成树端口路径开销的默认值
switch(config)# interface fastethernet 1/4
switch(config-if)#spanning-tree cost 10
switch(config)#interface fastethernet 1/5
switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
switch(config-if)#switchport mode trunk
swtich(config-if)#spanning-tree vlan 10 cost 20
2950#show spanning-tree vlan 68
Spanning tree 68 is executing the IEEE compatible Spanning Tree protocol
Bridge Identifier has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Configured hello time 2, max age 20, forward delay 15
We are the root of the spanning tree
Topology change flag not set, detected flag not set, changes 7
Times: hold 1, topology change 35, notification 2
hello 2, max age 20, forward delay 15
Timers: hello 0, topology change 0, notification 0
Interface Fa0/1 (port 7) in Spanning tree 68 is down
Port path cost 100, Port priority 128
Designated root has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated bridge has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated port is 7, path cost 0
Timers: message age 0, forward delay 0, hold 0
BPDU: sent 0, received 0
Interface Fa0/7 (port 13) in Spanning tree 68 is FORWARDING
Port path cost 19, Port priority 128
Designated root has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated bridge has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated port is 13, path cost 0
Timers: message age 0, forward delay 0, hold 0
BPDU: sent 274349, received 0
Interface Fa0/23 (port 29) in Spanning tree 68 is FORWARDING
Port path cost 19, Port priority 128
Designated root has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated bridge has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated port is 29, path cost 0
Timers: message age 0, forward delay 0, hold 0
BPDU: sent 274360, received 0
2950#show spanning-tree brief
VLAN68
Spanning tree enabled protocol IEEE
ROOT ID Priority 32768
Address 0007.eb7c.4a84
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32768
Address 0007.eb7c.4a84
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Port Designated
Name Port ID Prio Cost Sts Cost Bridge ID Port ID
------- ------- ---- ---- --- ---- -------------- -------
Fa0/1 128.7 128 100 BLK 0 0007.eb7c.4a84 128.7
Fa0/7 128.13 128 19 FWD 0 0007.eb7c.4a84 128.13
Fa0/23 128.29 128 19 FWD 0 0007.eb7c.4a84 128.29
2950# show spanning-tree vlan 68 interface fastEthernet 0/7
Spanning tree 68 is executing the IEEE compatible Spanning Tree protocol
Bridge Identifier has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Configured hello time 2, max age 20, forward delay 15
We are the root of the spanning tree
Topology change flag not set, detected flag not set, changes 7
Times: hold 1, topology change 35, notification 2
hello 2, max age 20, forward delay 15
Timers: hello 0, topology change 0, notification 0
Interface Fa0/7 (port 13) in Spanning tree 68 is FORWARDING
Port path cost 19, Port priority 128
Designated root has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated bridge has priority 32768, address 0007.eb7c.4a84
Designated port is 13, path cost 0
Timers: message age 0, forward delay 0, hold 0
BPDU: sent 274711, received 0
show spanning-tree [bridge-group| active | backbonfast| {bridge [ id ]} | detail | inconsistentports |
{interface interface-type number} | root | summary [total] | uplinkfast | {vlan vlan-id}| port-channel
number} | pathcost method]
Changeing the Spanning-Tree Mode
switch# configure termianl
switch(config)#spanning-tree mode pvst
switch(config)#spanning-tree mode mst
switch(config)#spanning-tree mode rapid-pvst
pvst to enable pvst+ (the default setting)
mst to enable MSTP (and RSTP)
rapid-pvst to enable rapid PVST+
switch#show spanning-tree summary
switch#show spanning-tree interface interface-id
switch(config)#no spanning-tree vlan vlan_id
switch#show spanning-tree detail
switch(config)#spanning-tree vlan vlan_id root primary [diameter net-diameter[hello-time seconds]
For diameter net-diameter, specify the maximum number of switches between any two end stations.The range is 2 to 7.
For hello-time seconds,specify the interval in seconds between the generation of configuration messages by the root switch.The range is 1 to 10; the default is 2.
switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id root secondary [diameter net-diameter [hello-time seconds]]
switch(config)#interface interface-id
switch(config-if)#spanning-tree port-priority priority
switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan_id port-priority priority
switch#show spanning-tree interface interface-id
switch#show spanning-tree vlan vlan_id
switch(config)#spanning-tree vlan vlan_id hello-time seconds
switch(config)#spanning-tree vlan vlan_id forward-time seconds
switch(config)#spanning-tree vlan vlan_id max-age seconds
switch(config)#spanning-tree vlan vlan_id hold-count value
switch#show spanning-tree active
displays spanning-tree information on active interface only.
switch#show spanning-tree detail
displays a detailed summary of interface information
switch#show spanning-tree interface interface-id
switch#show spanning-tree summary [total]
STP RSTP MSTP PVST+学习 (3)
Default STP Configuration
自定义STP 配置
Feature Default Value
功能 缺省值
Enable state STP enable for all VLANs
开启状态 所有VLAN默认开启STP
Bridge priority 32768
网桥优先级
STP port priority (configurable on 128
a per-port basis--used on LAN ports
configured as Layer2 access ports)
基于2层访问端口的每端口优先级
STP prot cost (configurable on a per- Gigabit Ethernet :4
port basis--used on LAN ports Fast Ethernet :19
configured as Layer 2 access ports) Ethernet : 100
基于2层访问端口的每端口成本
STP VLAN port priority(configurble on 128
a per-VLAN basis--used on LAN ports
configured as Layer2 trunk ports)
基于2层trunk端口的每VLAN优先级
STP VLAN port cost (configurable on a Gigabit Ethernet :4
per-VLAN basis--used on LAN ports Fast Ethernet :19
configured as Layer 2 trunk ports) Ethernet :100
基于2层trunk端口的每VLAN优先级
Hello time 2 seconds
hello 时间 2 秒
Forward delay time 15 seconds
转发延时 15 秒
Maximum aging time 20 seconds
最大生存时间 20 秒
Mode PVST
模式 每VLAN 生成树
Enabling STP
开启 STP
STP is enabled by default on VLAN 1 and on all newly created VLANs.
STP 在VLAN1和所有被创建的VLAN 上自动开启。
You can eanble STP on a per-VLAN basis.The switch maintains a separate instance of STP for
each VLAN (except on VLANs on which you disable STP).
可以基于VLAN 开启STP。基于每个VLAN实例维护STP。（除非你在VLAN上关闭STP）
To eanble STP on a per-VLAN basis, perform this task:
下面的命令开启基于每VLAN 的STP。
Router (config)#spanning-tree vlan vlan_id
Enable STP on a per-vlan basis. The vlan_id value can be 1 through 4096,except reserved VLANs
在1到4096上开启除保留VLAN以外的每VLAN STP。
Router(config)#default spanning-tree vlan vlan_id
Reverts all STP parameters to default values for the specified VLAN.
在选择的VLAN上恢复所有STP自定义值
Router(config)#no spanning-tree vlan vlan_id
Disable STP on the specified VLAN; see the following Cautions for information regarding this command.
关闭指定VLAN上的STP。注意查看命令后显示的警告信息。
Router(config)#end
exits configuration mode
退出配置模式
Router# show spanning-tree vlan vlan_id
Verifies that STP is enabled.
验证STP开启
IEEE 802.1w RSTP
替换端口 备份端口
丢弃状态 学习状态 转发状态
快速版本的PVST+ RPVST+ 是RSTP实现的按VLAN版本
RSTP 只对 BPDU 的格式做了少量的变更。
对BPDU 中的端口状态和角色进行编码
处理提议和协定机制
RSTP BPDU 的类型是2，版本是2
7 拓朴变更
6 提议
54 00 未知 01 替代/备份 10 根 11 指定
3 学习
2 转发
1 协定
0 变更ACK
边缘端口 链路类型
交换机能够从端口的双工模式中获得链路类型，全双工模式的端口就是点到点的链路。
有些图没有办法显示!
还有一些特殊字符也会显示成表情!
所以加发了一个附件!
 附件(查看下载说明):
STP RSTP MSTP PVST+学习.rar (2008-6-16 13:34,大小:315.99 K)
该附件被下载 22 次
您下载该主题帖内所有附件同时将被扣掉2点无忧币
查看分数政策说明
|
网络虽虚拟，技术无边界，来看看大家“真面目”！ |
|
