STP经典详解(2)

2019-02-16 13:44

STEP2:非直链检测错误(50秒):

PC3 ping sw3的网管IP,shutdown SW3 9口观察:

SW1/SW2的链路带宽由原来的100M改为10M后Cost值变为100,而SW1/SW3和SW2/SW3为100M,那么Fa0/23是阻塞的;ping的同时shutdown掉SW2的Fa0/8后观察时间。

2.4-EN_STP

增强型生成树协议(EN_STP): Spannig Tree port states:

blocking 20s+listening 15s+learning 15s最后才forwarding

这就是为什么交换机冗余切换会丢几个包的原因--但这些时间都是不一定的,可能blocking会经过很短时间就直接进入listening。

方法一:PortFast:

PortFast只适用于交换机与主机(电脑)直连的端口;

不应该在交换机与交换机、路由器、Hub等互连的网络设备的端口使用→会导致短暂的STP环路(STP Loop)并立刻导致广播风暴!

建立命令:(c)#int f0/1(交换机上直连主机的端口) →switchport mode access(接入链路) →spanning-tree portfast ;

对于portfast端口,如果其接收到BPDU包,往往意味着本该连接主机的端口已经不正确的连接到了交换网络→这意味着很可能已经形成了STP环路(STP Loop)并导致了广播风暴→交换网络立刻会暂短的瘫痪→这是发生在STP算法判断出环路并将特定端口堵塞之前的!

方法二:uplink-fast:

在所有接入层交换机上配置uplink-fast,用于加快因为直链故障/直链检测错误(如果sw1与sw3之间链路段了,sw3可以直接检测到,这种情况就叫做直链检测错误)所导致的缓慢的STP网络收敛速度;direct link failure →uplink-fast应该在所有接入层/非核心层交换机上配置(根桥和备份根桥不要做),否则很可能会引起STP网络的环路;

配置命令:(c)#spanning-tree uplinkfast →速度由35s变为0s(跳过了接口的listening/learning状态)。

方法三:backbone-fast:

在所有的交换机上配置backbone-fast,用以使全网的交换机在遇到非直链检测错误(如果sw1与sw2之间断,对于sw3来说是不能直接检测到的,这种情况就叫做:非直链检测错误)时快速收敛;indirect link failure ;

配置命令:(c)#spanning-tree backbone →速度由50s变为35s 。

前面三种都是CISCO私有的,如果网络有别的品牌交换机则使用上会出问题。

IEEE 802.1D Media Access Control (MAC) bridge IEEE 802.1Q Virtual Bridged Local Area Networks IEEE 802.1W Rapid STP(RSTP)(业界的开放新标准)

RSTP provides faster convergence than \topology changes occur.

方法四:portfast bpduguard: 交换机端口的portfast bpduguard,是指在交换机的某端口接收到BPDU包后立刻关闭端口,以避免了更大范围的广播风暴的措施;portfast bpduguard要在连接主机的端口上配置;

基于接口的命令:(c-i)#spanning-tree bpduguard enable ;

基于全局的命令:(c)#spanning-tree portfast bpduguard default ; 是指在所有已经启动了portfast端口中,启动bpduguard 。

方法五:portfast-bpdufilter:

要在特定的portfast端口上配置,非PortFast接口无效;

基于接口的命令:(c-i)#spanning-tree bpdufilter enable ;

基于全局的命令:(c)#spanning-tree portfast bpdufilter default 。

(以上的几种特性,都是cisco私有的)

RSTP(802.1w Rapid STP ): RSTP是业界的开放性标准。

RSTP provides faster convergence than \topology changes occur.

RSTP的4种端口角色:

root port :(forwarding);

designated port:(forwarding);

alternate port:收到别的交换机转发来的BPDU,此端口是blocking; backup port:收到本交换机转发来的BPDU,此端口是blocking。

RSTP的3种端口状态: discarding ; learning ; forwarding 。

RSTP链路分类:

全双工链路为:point to point 链路;

半双工链路为:share link链路--不论是HUB连交换机或者PC连交换机都叫share link。

RSTP的两种端口类型:

Edge Port & Non-Edge Ports

Edge port :用于连接主机的端口: Functions similarly to portfast,

(Immediately transitions to forwardin)

Unlike portfast,

an edge port that receives a BPDU,

immediately loses its edge port status and becomes a normal spanning tree port.

可以这么说:802.1w比CISCO(或802.1d)先进,当接受到BPDU的时候由portfast变成stp端口,可以进行blocking或者forwarding。

启动RSTP的命令:

SW(c)#spanning-tree mode pvst/rapid-pvst 。(per-vlan rapid spanning tree) show sapnning-tree

show spanning-tree vlan 1

选举方式与STP生成树那节课是一样的。

standard 802.1q是CST(单生成树):--CISCO是不会这么做的。 缺点:所有的VLAN都是按照同一个STP来运行; 所有的交换机都只维护一个STP实体(instance);

所有VLAN的数据流量都压向一个根桥交换机--可能会压垮一个交换机; 无法做基于VLAN的L2负载均衡;

优点:对交换网络的开销较小→所有的VLAN都共享一个STP实体。

Cisco私有的STP mode PVST (Per Vlan STP): 优点:可以为每个VLAN配置一个STP;

不同交换机可以是不同VLAN的根桥; 可以实现基于VLAN的L2负载均衡;

缺点:交换机维护很多的STP实体→对交换网络的开销比较大;

任意一个VLAN的拓扑变化都可能波及到很多交换机重新运算→收敛稍慢。

MST(802.1s Multiple Spanning Tree):

MST是业界开放性标准;就是对standard 802.1q/PVST的折衷方案→基于“组/instance”的STP;

(一个组可以对应多个结构相同的VLAN,大大节省交换机开销) MST的主要配置步骤:首先对VLAN进行分组(instance);每个组都可以有独立的STP、根桥,实现了L2负载均衡\\冗余,互为备份。

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LAB1:通过PVST实现VLAN间的冗余和L2负载均衡:

STEP1:选定STP的运行模式:

在交换机上(c)#spanning-tree mode pvst/rapid-pvst(两种都可以pvst为802.1d;rapid-pvst为802.1w) ;

STEP2:通过配置VTP,使全网的交换机都有相应的VLAN: sw1/2/3(config)#vtp domain CCNP ; sw1/2/3(config)#vtp password 123 sw3/2(config)#vtp mode server ;

sw1/2/3(config)#vtp purning清除旧的vlan信息 sw3(config)#vtp mode client ;

然后在其中的一个VTP server上增加vlan 10和vlan20; STEP3:SW3和SW1分别成为VLAN10和VLAN20的根桥:

sw3(config)#spanning-tree vlan 10-15 root primary ; sw1(config)#spanning-tree vlan 20-25 root primary ; 同时两交换机要互为备份(互为对方的备份根):

sw3(config)#spanning-tree vlan 20-25 root secondary ; sw1(config)#spanning-tree vlan 10-15 root secondary ; STEP4:在SW2上观察对于体定VLAN哪个是根端口: sw2#sh spanning-tree vlan 10 ; sw2#sh spanning-tree vlan 20 。

----------------------------------------------------------------------------

LAB2:通过MST,实现L2的VLAN间的负载均衡:

STEP1:选定交换机的stp模式为MST: sw1/2/3(c)#spanning-tree mode mst ;

STEP2:将vlan划分到不同的“instance/组”中:--先要创建VLAN。 sw1/2/3(c)#spanning-tree mst configuration ; sw1/2/3(c-mst)#instance 1 vlan 10-15 ; sw1/2/3(c-mst)#instance 2 vlan 20-25 ; 以上步骤所有交换机都要做。

STEP3:在核心交换机上为不同的组配置不同的优先级,实现两个组的互为备份/负载均衡:

确定每个组的根桥:

sw3(c)#spanning-tree mst 1 root primary ; sw1(c)#spanning-tree mst 2 root primary ; 互为备份:

sw3(c)#spanning-tree mst 2 root secondary ; sw1(c)#spanning-tree mst 1 root secondary ; STEP4:

sw1/2/3#sh spanning-tree mst configuration ; instance vlans mapped

0 1-9,16-19,26-4096(默认都在0号组) 1 10-15

2 20-25 ; STEP5:

sw3#sh spanning-tree mst 1/2 。

EtherChannel:网络聚合--如:把两条100M的冗余线路捆绑成一条逻辑链路,既然使一条,

那么STP就不起作用了。

Logical aggregation of similar links Load balances

Viewed as one logical port Redundancy 作用:

1:增大链路带宽 2:Redundancy 3: Load balances

example:

FEC(Fast Ether Channel)(100Mbps) GEC(Giga Ether channel)(1000Mbps)

LAB:通过FEC,实现交换机之间,高带宽,冗余,负载均衡的链路 提醒:

所有参与channel-group的接口的配置参数,必须完全一致。 (譬如:速率,全双工模式等)

step1:先恢复接口的默认配置:

SW1/2(CONFIG)#interface range fa 0/11 -12 SW1/2(CONFIG)#speed 100 SW1/2(CONFIG)#duplex full

step2:

SW1/2(CONFIG)#channel-group 1 mode on(不让自动协商,否则容易出问题) no shut

step3:观察交换机会自动生成一个虚拟的接口: sh run

(interface port-channel 1) sw1#show int port-channel 1 ...BW 200,000Kbps

show etherchannel 1 port-channel show etherchannel 1 summary


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