網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與實踐第6章：交換機(jī)之間的冗余鏈路

1、6.1 6.1 任務(wù)描述任務(wù)描述 第第6章：交換機(jī)之間的冗余鏈路章：交換機(jī)之間的冗余鏈路 目前，學(xué)校辦公樓的招生就業(yè)處每年在目前，學(xué)校辦公樓的招生就業(yè)處每年在78月分需要月分需要 使用校園網(wǎng)進(jìn)行高考網(wǎng)上錄取，要求保持兩部門的網(wǎng)絡(luò)暢使用校園網(wǎng)進(jìn)行高考網(wǎng)上錄取，要求保持兩部門的網(wǎng)絡(luò)暢 通。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，要求采用兩條鏈路將招生就通。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，要求采用兩條鏈路將招生就 業(yè)的交換機(jī)上聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)中心，一條為雙絞線，另一條為光業(yè)的交換機(jī)上聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)中心，一條為雙絞線，另一條為光 纖，兩條鏈路互為備份。纖，兩條鏈路互為備份。 6.2 6.2 相關(guān)知識相關(guān)知識 第第6章：交換機(jī)之間的冗余鏈路章：

2、交換機(jī)之間的冗余鏈路 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 6.2.3 STP的的BPDU 6.2.4 STP過程過程 6.2.5 根網(wǎng)橋的位置根網(wǎng)橋的位置 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 6.2.7 冗余鏈路匯聚冗余鏈路匯聚 6.2.8 快速快速STP 6.2.9增強(qiáng)型每增強(qiáng)型每VLAN生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議(PVST+) 6.2.10 配置配置PVST 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 網(wǎng)絡(luò)冗網(wǎng)絡(luò)冗 余產(chǎn)生的余產(chǎn)生的 問題問題 1. 廣播風(fēng)暴廣播風(fēng)暴 2. 多幀復(fù)制多幀復(fù)制 3. MAC地址表不穩(wěn)定地址表

3、不穩(wěn)定 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 服務(wù)器主 機(jī)X 路由器Y 交換機(jī)A 交換機(jī)B 網(wǎng)段1 網(wǎng)段2 圖圖6.1 6.1 交換機(jī)之間的冗余鏈路交換機(jī)之間的冗余鏈路 1.2 1.2 相關(guān)知識相關(guān)知識 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 廣播 服務(wù)器 主機(jī)X 路由器Y 交換機(jī)A 交換機(jī)B 網(wǎng)段1 網(wǎng)段2 廣播風(fēng)暴廣播風(fēng)暴 廣播風(fēng)暴導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中充斥大量廣播包，大量占用網(wǎng)絡(luò)帶寬；廣播風(fēng)暴導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中充斥大量廣播包，大量占用網(wǎng)絡(luò)帶寬； 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 單播 服 務(wù) 器 主機(jī)X

4、路由器Y 交換機(jī)A交換機(jī)B 網(wǎng)段1 網(wǎng)段2 多幀復(fù)制多幀復(fù)制 多幀復(fù)制導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中有大量的重復(fù)包多幀復(fù)制導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中有大量的重復(fù)包 6.2.1 生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因生成樹協(xié)議產(chǎn)生的原因 單播 服務(wù)器 主機(jī)X 路由器Y 交換機(jī)A 交換機(jī)B 網(wǎng)段1 網(wǎng)段2 MAC地址表不穩(wěn)定 端口0 端口1 端口0 端口1 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 生成樹協(xié)議(STP，Spanning Tree Protocol）是一種第2層 的鏈路管理協(xié)議，是數(shù)字設(shè)備公司（DEC，Digital Equipment Corporation）創(chuàng)建的網(wǎng)橋到網(wǎng)橋協(xié)議，它用于維護(hù)一個無環(huán)路 的網(wǎng)絡(luò)。在IEEE 802.1d

5、的規(guī)范中公布。 生成樹協(xié)議就是在具有物理回環(huán)的交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，生成沒有 回環(huán)的邏輯網(wǎng)絡(luò)方法。生成樹協(xié)議使用生成樹算法，在一個具 有冗余路徑的容錯網(wǎng)絡(luò)中計算出一個無環(huán)路的路徑，使一部分 端口處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，另一部分處于阻塞狀態(tài)（備用狀態(tài)），從 而生成一個穩(wěn)定的、無環(huán)路的生成樹網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，而且一旦發(fā)現(xiàn) 當(dāng)前路徑故障，生成樹協(xié)議能立即啟動相應(yīng)的端口，打開備用 鏈路，重新生成STP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從而保持網(wǎng)絡(luò)的正常工作。 生成樹協(xié)議的關(guān)鍵就是保證網(wǎng)絡(luò)上任何一點到另一點的路徑有保證網(wǎng)絡(luò)上任何一點到另一點的路徑有 一條且只有一條。一條且只有一條。 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID（即（即BID

6、）是生成樹算法所使用的第）是生成樹算法所使用的第1個參數(shù)。個參數(shù)。 STP使用使用BID來決定橋接網(wǎng)絡(luò)的中心，稱為根網(wǎng)橋或根交來決定橋接網(wǎng)絡(luò)的中心，稱為根網(wǎng)橋或根交 換機(jī)。換機(jī)。BID參數(shù)是參數(shù)是1個個8字節(jié)域，由一對有序數(shù)字組成。如字節(jié)域，由一對有序數(shù)字組成。如 圖圖6.2所示。所示。 最開始的最開始的2字節(jié)的字節(jié)的10進(jìn)制數(shù)稱為網(wǎng)橋優(yōu)先級，接下來是進(jìn)制數(shù)稱為網(wǎng)橋優(yōu)先級，接下來是 6個字節(jié)（十六進(jìn)制）的個字節(jié)（十六進(jìn)制）的MAC地址。地址。 網(wǎng)橋優(yōu)先級是一個網(wǎng)橋優(yōu)先級是一個10進(jìn)制數(shù)，用來在生成樹算法中衡進(jìn)制數(shù)，用來在生成樹算法中衡 量一個網(wǎng)橋的優(yōu)先度。其值的范圍是量一個網(wǎng)橋的優(yōu)先度。其值的

7、范圍是065535，默認(rèn)設(shè)，默認(rèn)設(shè) 置為置為32768。 1.網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 1.網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID 圖圖6.2 6.2 網(wǎng)橋網(wǎng)橋IDID的組成的組成 BID-8字節(jié) 網(wǎng)橋優(yōu)先級MAC地址 2字節(jié) 范圍：065535 默認(rèn)值：32768 6字節(jié) 來源于背板監(jiān)控器 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 BIDBID中的中的MACMAC地址是交換機(jī)的一個地址是交換機(jī)的一個MACMAC地址。每個交換機(jī)地址。每個交換機(jī) 都有一個都有一個MACMAC地址池，每個地址池，每個STPSTP實例使用一個作為實例使用一個作為VLANVLAN生成生成 樹實例（每樹實例（每VL

8、ANVLAN一個）的一個）的BIDBID。 比較兩個比較兩個BIDBID的原則如下：的原則如下： （1 1）首先比較網(wǎng)橋優(yōu)先級，網(wǎng)橋優(yōu)先級小的）首先比較網(wǎng)橋優(yōu)先級，網(wǎng)橋優(yōu)先級小的BIDBID優(yōu)先。優(yōu)先。 （2 2）如果兩個網(wǎng)橋優(yōu)先級相同，再比較）如果兩個網(wǎng)橋優(yōu)先級相同，再比較MACMAC地址，地址，MACMAC 地址小的地址小的BIDBID優(yōu)先。優(yōu)先。 兩個兩個BIDBID不可能相等，因為交換機(jī)所分配的不可能相等，因為交換機(jī)所分配的MACMAC地址是地址是 唯一的。按照生成樹算法，當(dāng)比較兩個給定的唯一的。按照生成樹算法，當(dāng)比較兩個給定的STPSTP參數(shù)值參數(shù)值 時，較低的值總是優(yōu)先。時，較低的

9、值總是優(yōu)先。 1.網(wǎng)橋網(wǎng)橋ID 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 圖圖6.3 BID6.3 BID與路徑開銷與路徑開銷 S2 PC1 PC2 PC3 S3 S1 PC4 Trunk2 Trunk3 Trunk1 F0/1F0/2 F0/1 F0/2F0/1 F0/2 F0/3 F0/3 F0/5 F0/7 Bridge ID: Priority=32769 MAC adderss=000A00222222 Bridge ID: Priority=24577 MAC adderss=000A00333333 Bridge ID: Priority=32769 MAC adderss=00

10、0A00111111 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 路徑開銷是生成樹算法所使用的第路徑開銷是生成樹算法所使用的第2個參數(shù)，用來決定到個參數(shù)，用來決定到 根交換機(jī)的路徑。根交換機(jī)的路徑。 路徑開銷是用來衡量網(wǎng)橋之間的距離有多么近的。路徑開路徑開銷是用來衡量網(wǎng)橋之間的距離有多么近的。路徑開 銷是兩個網(wǎng)橋之間某條路徑上所有鏈路開銷的總和。它不是使銷是兩個網(wǎng)橋之間某條路徑上所有鏈路開銷的總和。它不是使 用跳數(shù)來衡量。路徑用跳數(shù)來衡量。路徑A的跳數(shù)也許比路徑的跳數(shù)也許比路徑B的跳數(shù)更大，但路徑的跳數(shù)更大，但路徑 A的開銷比路徑的開銷比路徑B小。小。 交換機(jī)是用路徑開銷來決定到根交換機(jī)的最佳路

11、徑。最短交換機(jī)是用路徑開銷來決定到根交換機(jī)的最佳路徑。最短 路徑組合具有最小累計路徑開銷，并成為到根交換機(jī)的最佳路路徑組合具有最小累計路徑開銷，并成為到根交換機(jī)的最佳路 徑。徑。 默認(rèn)情況下，路徑開銷由端口的運行速度決定。在表默認(rèn)情況下，路徑開銷由端口的運行速度決定。在表6-1 中，看到中，看到 10Gb/s 以太網(wǎng)端口、以太網(wǎng)端口、1Gb/s 以太網(wǎng)端口等端口的開以太網(wǎng)端口等端口的開 銷為銷為 分別分別2、4。 2.路徑開銷路徑開銷 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 2.路徑開銷路徑開銷 鏈路速度 開銷（之前的IEEE規(guī) 范） 開銷（修訂后的IEEE 規(guī)范） 10Mb/s100100

12、 100Mb/s1019 1000Mb/s14 10Gb/s12 6.2.2 生成樹算法概念生成樹算法概念 3. 端口端口ID 端口ID是生成樹算法所使用的第3個參數(shù)，用來決定到根交 換機(jī)的路徑。端口ID由16比特位組成，也由一對有序數(shù)字組成。 在Cisco CatalystIOS的交換機(jī)上，最開始的8比特位稱為端口優(yōu) 先級，接下來8比特位為端口號。 端口優(yōu)先級是一個不可配置的STP參數(shù)，在基于IOS的交換 機(jī)上其值范圍是0255，默認(rèn)值為128。 端口號是交換機(jī)用來列舉端口的數(shù)字標(biāo)志。在基于IOS的交 換機(jī)上其值范圍是0255。 兩個BID不可能相等，因為端口號是交換機(jī)的唯一標(biāo)志。比 較兩個

13、端口ID的原則如下： （1）首先比較端口優(yōu)先級，端口優(yōu)先級小的端口ID優(yōu)先。 （2）如果兩個端口優(yōu)先級相同，再比較端口號，端口號小 的端口ID優(yōu)先。 6.2.3 STP的BPDU 運行運行STP的交換機(jī)之間通過網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元的交換機(jī)之間通過網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元 （bridge protocol data Unit，BPDU）進(jìn)行信息的交流。）進(jìn)行信息的交流。 交換機(jī)端口通過發(fā)送交換機(jī)端口通過發(fā)送BPDU，使用該端口的，使用該端口的MAC地址作為地址作為 源地址。交換機(jī)并不知道它周圍的其他交換機(jī)，因此，源地址。交換機(jī)并不知道它周圍的其他交換機(jī)，因此， BPDU的目標(biāo)地址是眾所周知的的目標(biāo)地址是眾所

14、周知的STP組播地址組播地址01-80-c2- 00-00-00。 BPDU有兩種：有兩種： （1）配置）配置BPDU：用于生成樹計算。：用于生成樹計算。 （2）拓?fù)渥兏ㄖǎ┩負(fù)渥兏ㄖ═CN）BPDU：用于通知網(wǎng)絡(luò)：用于通知網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)涞淖兓Ｍ負(fù)涞淖兓?6.2.4 STP過程過程 生成樹算法依靠生成樹算法依靠BID、路徑開銷、端口、路徑開銷、端口ID而運作。當(dāng)而運作。當(dāng) 創(chuàng)建一個邏輯無環(huán)的拓?fù)鋾r，創(chuàng)建一個邏輯無環(huán)的拓?fù)鋾r，STP總是執(zhí)行相同的總是執(zhí)行相同的4步判步判 決順序。決順序。 （1）確定根交換機(jī)；）確定根交換機(jī)； （2）計算到根交換機(jī)的最小路徑開銷；）計算到根交換機(jī)的最小路徑

15、開銷； （3）確定最小的發(fā)送者）確定最小的發(fā)送者BID； （4）確定最小的端口）確定最小的端口ID。 1. STP 判決順序判決順序 6.2.4 STP過程過程 步驟步驟1：決定根交換機(jī)：決定根交換機(jī) 根網(wǎng)橋選舉在交換機(jī)完成啟動時或者網(wǎng)絡(luò)中檢測到路根網(wǎng)橋選舉在交換機(jī)完成啟動時或者網(wǎng)絡(luò)中檢測到路 徑故障時觸發(fā)。徑故障時觸發(fā)。 一開始，所有交換機(jī)端口都配置為阻塞狀態(tài)，此狀態(tài)一開始，所有交換機(jī)端口都配置為阻塞狀態(tài)，此狀態(tài) 默認(rèn)情況下會持續(xù)默認(rèn)情況下會持續(xù)20秒。秒。 當(dāng)交換機(jī)端口處于阻塞狀態(tài)時，它們?nèi)钥梢园l(fā)送和接當(dāng)交換機(jī)端口處于阻塞狀態(tài)時，它們?nèi)钥梢园l(fā)送和接 收收BPDU幀，以便繼續(xù)執(zhí)行生成樹根選舉

16、。系統(tǒng)會根據(jù)默幀，以便繼續(xù)執(zhí)行生成樹根選舉。系統(tǒng)會根據(jù)默 認(rèn)的認(rèn)的hello計時器值，每計時器值，每2秒發(fā)送一次秒發(fā)送一次BPDU幀。生成樹允幀。生成樹允 許網(wǎng)絡(luò)的端與端之間最多有七臺交換機(jī)。許網(wǎng)絡(luò)的端與端之間最多有七臺交換機(jī)。 2. STP收斂步驟 6.2.4 STP過程過程 一旦交換機(jī)啟動完成，它們便立即開始發(fā)送一旦交換機(jī)啟動完成，它們便立即開始發(fā)送BPDU幀幀 來通告自己的來通告自己的BID，試圖成為根網(wǎng)橋。一開始，網(wǎng)絡(luò)中的，試圖成為根網(wǎng)橋。一開始，網(wǎng)絡(luò)中的 所有交換機(jī)都會假設(shè)自己是廣播域內(nèi)的根網(wǎng)橋。交換機(jī)在所有交換機(jī)都會假設(shè)自己是廣播域內(nèi)的根網(wǎng)橋。交換機(jī)在 網(wǎng)絡(luò)上泛洪的網(wǎng)絡(luò)上泛洪的BP

17、DU幀包含的根幀包含的根ID與自己的與自己的BID字段匹配，字段匹配， 這表明每臺交換機(jī)都將自己視為根網(wǎng)橋。這表明每臺交換機(jī)都將自己視為根網(wǎng)橋。 每臺交換機(jī)從鄰居交換機(jī)收到每臺交換機(jī)從鄰居交換機(jī)收到BPDU幀時，都會將所幀時，都會將所 收到收到BPDU幀內(nèi)的根幀內(nèi)的根ID與本地配置的根與本地配置的根ID進(jìn)行比較。如果進(jìn)行比較。如果 來自所接收來自所接收BPDU幀的根幀的根ID比其目前的根比其目前的根ID更小，那么根更小，那么根 ID字段會更新以指示競選根網(wǎng)橋角色的新的最佳候選者。字段會更新以指示競選根網(wǎng)橋角色的新的最佳候選者。 2. STP收斂步驟 6.2.4 STP過程過程 交換機(jī)上的根交換

18、機(jī)上的根ID字段更新后，交換機(jī)隨后將在所有后字段更新后，交換機(jī)隨后將在所有后 續(xù)續(xù)BPDU幀中包含新的根幀中包含新的根ID。這可確保最小的根。這可確保最小的根ID始終能始終能 傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的所有其它鄰接交換機(jī)。一旦最小的網(wǎng)橋傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的所有其它鄰接交換機(jī)。一旦最小的網(wǎng)橋ID 傳播到廣播域內(nèi)所有交換機(jī)的根傳播到廣播域內(nèi)所有交換機(jī)的根ID字段，根網(wǎng)橋選舉便告字段，根網(wǎng)橋選舉便告 完成。這一過程被稱為完成。這一過程被稱為“根戰(zhàn)爭根戰(zhàn)爭”。 2. STP收斂步驟 6.2.4 STP過程過程 步驟步驟2 2：決定根端口：決定根端口 確定根網(wǎng)橋后，交換機(jī)開始為每一個交換機(jī)端口配置確定根網(wǎng)橋后，交換機(jī)開始

19、為每一個交換機(jī)端口配置 端口角色。需要確定的第一個角色是根端口角色。端口角色。需要確定的第一個角色是根端口角色。 確定根端口這一過程發(fā)生在根網(wǎng)橋選舉確定根端口這一過程發(fā)生在根網(wǎng)橋選舉BPDUBPDU交換期間。交換期間。 當(dāng)含有新的根當(dāng)含有新的根IDID或冗余路徑的或冗余路徑的BPDUBPDU幀到達(dá)時，路徑開銷會幀到達(dá)時，路徑開銷會 立即更新。路徑開銷更新時，交換機(jī)進(jìn)入決策模式，以確立即更新。路徑開銷更新時，交換機(jī)進(jìn)入決策模式，以確 定是否需要更新端口配置。系統(tǒng)并不會等到所有交換機(jī)在定是否需要更新端口配置。系統(tǒng)并不會等到所有交換機(jī)在 根網(wǎng)橋上達(dá)成一致后才確定端口角色。因此，收斂期間給根網(wǎng)橋上達(dá)成

20、一致后才確定端口角色。因此，收斂期間給 定交換機(jī)端口的端口角色可能會多次改變，直到根定交換機(jī)端口的端口角色可能會多次改變，直到根IDID最終最終 確定后才會穩(wěn)定在自己的最終端口角色上。確定后才會穩(wěn)定在自己的最終端口角色上。 2. STP收斂步驟 6.2.4 STP過程過程 2. STP收斂步驟 圖圖6.4 6.4 生成樹算法生成樹算法 S2 PC1 PC2 PC3 S3 S1 PC4 Trunk2 Trunk3 Trunk1 F0/1F0/2 F0/1 F0/2F0/1 F0/2 F0/3 F0/3 F0/5 F0/7 根橋 指定端口 根端口 指定端口 非指定端口 根端口指定端口 6.2.4

21、STP過程過程 步驟步驟3：選舉指定端口和非指定端口：選舉指定端口和非指定端口 當(dāng)交換機(jī)確定了根端口后，還必須將剩余端口配置為指定端口 （DP）或非指定端口（非DP），以完成邏輯無環(huán)生成樹。 當(dāng)兩臺交換機(jī)交換BPDU幀時，它們會檢查收到的BPDU幀內(nèi)的 發(fā)送方BID，以了解其是否比自己的更小。BID較小的交換機(jī)會贏得競 爭，其端口將配置為指定角色。失敗的交換機(jī)將其交換機(jī)端口配置為 非指定角色，該端口最終會進(jìn)入阻塞狀態(tài)以防止生成環(huán)路。 確定端口角色的過程與根網(wǎng)橋選舉和根端口指定同時發(fā)生。因此， 指定角色和非指定角色在收斂過程中可能多次改變，直到確定最終根 網(wǎng)橋后才穩(wěn)定下來。選舉根網(wǎng)橋、確定根端口

22、以及確定指定和非指定 端口的整個過程發(fā)生在端口處于阻塞狀態(tài)的20秒內(nèi)。收斂時間為此值 的前提是BPDU幀傳輸?shù)膆ello計時器為2秒，而且網(wǎng)絡(luò)使用的是STP支 持的交換機(jī)直徑。對此類網(wǎng)絡(luò)而言，20秒的最大老化時間延遲提供了 充足的時間。 2. STP收斂步驟 6.2.4 STP過程過程 3.STP中交換機(jī)端口狀態(tài)中交換機(jī)端口狀態(tài) 端口狀態(tài)端口狀態(tài) 阻塞狀態(tài)（阻塞狀態(tài)（Blocking） 監(jiān)聽狀態(tài)（監(jiān)聽狀態(tài)（Listening） 學(xué)習(xí)狀態(tài)（學(xué)習(xí)狀態(tài)（Learning） 轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（forwarding） 禁用狀態(tài)（禁用狀態(tài)（shutdown） 6.2.4 STP過程過程 3.STP中交換

23、機(jī)端口狀態(tài)中交換機(jī)端口狀態(tài) 端口端口 狀態(tài)狀態(tài) 阻塞狀態(tài)阻塞狀態(tài) 監(jiān)聽狀態(tài)監(jiān)聽狀態(tài) 學(xué)習(xí)狀態(tài)學(xué)習(xí)狀態(tài) 轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài) 禁用狀態(tài)禁用狀態(tài) 只能接收狀態(tài)，不能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，但能收聽 網(wǎng)絡(luò)上的BPDU幀。 STP算法開始或初始化時，交換機(jī)進(jìn)入的狀 態(tài)，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，不學(xué)習(xí)地址，只監(jiān)聽幀. 與監(jiān)聽狀態(tài)相似，仍不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，但學(xué)習(xí) MAC地址建立地址表。 轉(zhuǎn)發(fā)所有數(shù)據(jù)幀，且學(xué)習(xí)MAC地址。表明生 成樹已經(jīng)形成，無冗余鏈路。 管理關(guān)閉。 6.2.4 STP過程過程 3.STP中交換機(jī)端口狀態(tài)中交換機(jī)端口狀態(tài) 禁用禁用學(xué)習(xí) 轉(zhuǎn)發(fā) 偵聽 圖圖6.5 STP6.5 STP狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換 事件圖例：

24、 1.端口啟用或初始化 2.端口禁用或故障 3.端口被選擇為根或指定端口 4.端口被停止作為根或指定端 口 5.轉(zhuǎn)發(fā)定時器超時 6.PortFast 7.UplinkFast 6.2.4 STP過程過程 3.STP中交換機(jī)端口狀態(tài)中交換機(jī)端口狀態(tài) 在默認(rèn)情況下，交換機(jī)開機(jī)時，所有的端口一開始是在默認(rèn)情況下，交換機(jī)開機(jī)時，所有的端口一開始是 阻塞狀態(tài)，經(jīng)過阻塞狀態(tài)，經(jīng)過20s后，交換機(jī)端口將進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，經(jīng)后，交換機(jī)端口將進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，經(jīng) 過過15s后進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，再經(jīng)過后進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，再經(jīng)過15s后一部分端口進(jìn)入轉(zhuǎn)后一部分端口進(jìn)入轉(zhuǎn) 發(fā)狀態(tài)，而另一部分端口進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)生成樹算法達(dá)發(fā)狀態(tài)，而

25、另一部分端口進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)生成樹算法達(dá) 到收斂時，其時間為到收斂時，其時間為60s（可以修改）。如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟颍梢孕薷模Ｈ绻W(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?為故障而連接發(fā)生變化或者增加了新交換機(jī)到網(wǎng)絡(luò)中時，為故障而連接發(fā)生變化或者增加了新交換機(jī)到網(wǎng)絡(luò)中時， 生成樹算法重新啟動，端口的狀態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。生成樹算法重新啟動，端口的狀態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。 6.2.4 STP過程過程 4.STP定時器定時器 STP定時器 Hello時間（hello time） 轉(zhuǎn)發(fā)延遲（Forward Delay） 最大生存時間（Max Age） 6.2.4 STP過程過程 4.STP定時器定時器 STP 定時 器 Hel

26、lo時間 轉(zhuǎn)發(fā)延遲 最大生存時間 是根交換機(jī)發(fā)送配置BPDU之間的是間隔。 IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)明確其默認(rèn)值為2秒。該值 控制著根交換機(jī)生成配置BPDU。 是網(wǎng)橋花費在偵聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)的時間長度。 默認(rèn)值為15秒。 是一個控制在BPDU被網(wǎng)橋丟棄之前被保 存多長時間時間的STP定時器。默認(rèn)值 為20秒。 6.2.4 STP過程過程 5. STP拓?fù)?圖圖6.6 STP拓?fù)渫負(fù)?S2 PC1 PC2 PC3 S3 S1 PC4 Trunk2 Trunk3 Trunk1 F0/1F0/2 F0/1 F0/2F0/1 F0/2 F0/3 F0/3 F0/5 F0/7 6.2.4 STP過程過程

27、5. STP拓?fù)?（1 1）PC1PC1向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送廣播。向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送廣播。 （2 2）交換機(jī)）交換機(jī)S2S2配置了配置了STPSTP，其在，其在Trunk2Trunk2上的端口上的端口f0/2f0/2 已設(shè)置為阻塞狀態(tài)。此狀態(tài)可防止端口轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)流量，已設(shè)置為阻塞狀態(tài)。此狀態(tài)可防止端口轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)流量， 阻止環(huán)路形成。交換機(jī)阻止環(huán)路形成。交換機(jī)S1S1將廣播幀從所有交換機(jī)端口轉(zhuǎn)發(fā)將廣播幀從所有交換機(jī)端口轉(zhuǎn)發(fā) 出去（除了出去（除了PC1PC1接收該幀時所用的端口接收該幀時所用的端口f0/3f0/3以及與以及與S2S2上的上的 阻塞端口阻塞端口f0/2f0/2相連的相連的Trunk2Trunk2上

28、的端口上的端口f0/1f0/1），即通過端口），即通過端口 f0/1f0/1、f0/2f0/2、f0/3f0/3、f0/5f0/5和和f0/7f0/7轉(zhuǎn)發(fā)出去，當(dāng)該幀到達(dá)端轉(zhuǎn)發(fā)出去，當(dāng)該幀到達(dá)端 口口f0/1f0/1上的上的trunk1trunk1上時，交換機(jī)上時，交換機(jī)S2S2丟棄它。丟棄它。 6.2.4 STP過程過程 5. STP拓?fù)?（3）交換機(jī)）交換機(jī)S3收到廣播幀后，將它從所有交換機(jī)端口轉(zhuǎn)收到廣播幀后，將它從所有交換機(jī)端口轉(zhuǎn) 發(fā)出去，廣播幀隨后到達(dá)發(fā)出去，廣播幀隨后到達(dá)PC4和和S2。由于相應(yīng)端口已阻塞，。由于相應(yīng)端口已阻塞， S2不會將該幀通過不會將該幀通過Trunk1發(fā)回發(fā)回S

29、1。因此沒有形成第。因此沒有形成第2層環(huán)路。層環(huán)路。 （4）如果）如果Trunk2失敗，交換機(jī)失敗，交換機(jī)2解除對端口解除對端口f0/2的阻塞，的阻塞， 開始轉(zhuǎn)發(fā)以前被阻塞的流量，允許它們在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，通信得開始轉(zhuǎn)發(fā)以前被阻塞的流量，允許它們在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，通信得 以繼續(xù)運行。如果以繼續(xù)運行。如果trunk3恢復(fù)，恢復(fù)，STP重新收斂，交換機(jī)重新收斂，交換機(jī)S3上的上的 f0/2再次被阻塞。再次被阻塞。 STP通過策略性設(shè)置阻塞狀態(tài)的端口來維持無環(huán)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)通過策略性設(shè)置阻塞狀態(tài)的端口來維持無環(huán)的網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境。運行境。運行STP的交換機(jī)能夠動態(tài)對先前阻塞的端口解除阻塞，的交換機(jī)能夠動態(tài)對先前阻塞的端

30、口解除阻塞， 以允許流量通過備用路徑傳輸，從而抵消故障對網(wǎng)絡(luò)的影響。以允許流量通過備用路徑傳輸，從而抵消故障對網(wǎng)絡(luò)的影響。 6.2.4 STP過程過程 如果根網(wǎng)橋的選舉使用默認(rèn)設(shè)置，容易帶來以下的問題：如果根網(wǎng)橋的選舉使用默認(rèn)設(shè)置，容易帶來以下的問題： （1）如果根網(wǎng)橋選舉處于默認(rèn)狀態(tài)，有可能最慢的交換機(jī)被）如果根網(wǎng)橋選舉處于默認(rèn)狀態(tài)，有可能最慢的交換機(jī)被 選做根網(wǎng)橋（選舉根網(wǎng)橋的唯一標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)橋選做根網(wǎng)橋（選舉根網(wǎng)橋的唯一標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)橋ID（網(wǎng)橋優(yōu)先級和（網(wǎng)橋優(yōu)先級和 MAC地址）最低，如果最慢的交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級與其他交換機(jī)地址）最低，如果最慢的交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級與其他交換機(jī) 相同，但相同，但M

31、AC地址最低，那么該交換機(jī)將被選做根網(wǎng)橋。），這地址最低，那么該交換機(jī)將被選做根網(wǎng)橋。），這 時如果沉重的數(shù)據(jù)流負(fù)載通過根網(wǎng)橋，最慢的交換機(jī)就不是理想的時如果沉重的數(shù)據(jù)流負(fù)載通過根網(wǎng)橋，最慢的交換機(jī)就不是理想的 候選者。這時就需要通過配置將性能最優(yōu)的交換機(jī)選為根交換機(jī)。候選者。這時就需要通過配置將性能最優(yōu)的交換機(jī)選為根交換機(jī)。 （2）如果所有交換機(jī)都處于默認(rèn)狀態(tài)，就只能選擇一個根網(wǎng)）如果所有交換機(jī)都處于默認(rèn)狀態(tài)，就只能選擇一個根網(wǎng) 橋，而沒有備用根網(wǎng)橋。如果這臺交換機(jī)出現(xiàn)故障，將重新選舉根橋，而沒有備用根網(wǎng)橋。如果這臺交換機(jī)出現(xiàn)故障，將重新選舉根 網(wǎng)橋，同樣也可能選擇不理想的交換機(jī)和位置。網(wǎng)橋

32、，同樣也可能選擇不理想的交換機(jī)和位置。 （3）如果所有交換機(jī)使用默認(rèn)設(shè)置時，根網(wǎng)橋可能位于網(wǎng)絡(luò)）如果所有交換機(jī)使用默認(rèn)設(shè)置時，根網(wǎng)橋可能位于網(wǎng)絡(luò) 中意料外的地方。更為重要的是，可能得到低效的生成樹結(jié)構(gòu)，導(dǎo)中意料外的地方。更為重要的是，可能得到低效的生成樹結(jié)構(gòu)，導(dǎo) 致網(wǎng)絡(luò)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)流都要經(jīng)歷漫長而曲折的路徑才能到達(dá)根網(wǎng)橋。致網(wǎng)絡(luò)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)流都要經(jīng)歷漫長而曲折的路徑才能到達(dá)根網(wǎng)橋。 6.2.5 根網(wǎng)橋的位置根網(wǎng)橋的位置 圖圖6.7 根網(wǎng)橋的選舉根網(wǎng)橋的選舉 AB C 核心層 Catalyst B 32768 00-00-00-00-00-0b D E 接入層 Catalyst D 32768

33、00-00-00-00-00-0d Catalyst A 32768 00-00-00-00-00-0a Catalyst C 32768 00-00-00-00-00-0c Catalyst E 32768 00-00-00-00-00-0e 1Gb/s 成本=4 1Gb/s 成本=4 1Gb/s 成本=4 1Gb/s 成本=4 100Mb/s 成本=19 服務(wù)器 100Mb/s 成本=19 6.2.5 根網(wǎng)橋的位置根網(wǎng)橋的位置 圖圖6.86.8 STPSTP會聚后的網(wǎng)絡(luò)會聚后的網(wǎng)絡(luò) AB C 核心層 Catalyst B 32768 00-00-00-00-00-0b D E 接入層 Ca

34、talyst D 32768 00-00-00-00-00-0d Catalyst A 32768 00-00-00-00-00-0a Catalyst C 32768 00-00-00-00-00-0c Catalyst E 32768 00-00-00-00-00-0e 服務(wù)器 DP DP DP DP DP DP RP RP RP RP 4 4 4 4 1 91 9 根網(wǎng)橋 6.2.5 根網(wǎng)橋的位置根網(wǎng)橋的位置 圖圖6.96.9 最終生成樹結(jié)構(gòu)最終生成樹結(jié)構(gòu) AB C 核心層 Catalyst B 32768 00-00-00-00-00-0b D E 接入層 Catalyst D 327

35、68 00-00-00-00-00-0d Catalyst A 32768 00-00-00-00-00-0a Catalyst C 32768 00-00-00-00-00-0c Catalyst E 32768 00-00-00-00-00-0e 服務(wù)器 1Gb/s 100Mb/s 根網(wǎng)橋 1Gb/s100Mb/s 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 1. 默認(rèn)默認(rèn)STP配置配置 項目默認(rèn)值 Enable stateDisable，不打開STP STP Priority32768 STP Port Priority128 STP Port cost根據(jù)端口速度自動判斷 Hello T

36、ime2秒 Forward-delay Tme15秒 Max-age Time20秒 Path cost的默認(rèn)計算方法長整型 Tx-Hold-Count3 Link-type根據(jù)端口雙工狀態(tài)自動判斷 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 STP在VLAN 1和所有新創(chuàng)建的VLAN上默認(rèn)是啟用的， 直到達(dá)到所定的生成樹上限。只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o環(huán)才禁用 STP。當(dāng)STP被禁用而網(wǎng)絡(luò)中又出現(xiàn)環(huán)路時，大量的流量 和不確定的重復(fù)分組會嚴(yán)重降低網(wǎng)絡(luò)性能。 要再次啟用STP，在全局配置模式下，使用如下命令： Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id 如果要關(guān)閉交換

37、機(jī)Spanning Tree協(xié)議，在配置默認(rèn) 下，使用no spanning tree命令。 2. 打開、關(guān)閉交換機(jī)Spanning Tree協(xié)議 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 為了防止將性能差的交換機(jī)配置為根網(wǎng)橋，應(yīng)做以下兩項為了防止將性能差的交換機(jī)配置為根網(wǎng)橋，應(yīng)做以下兩項 工作：工作： （1）以確定的方式將某臺交換機(jī)配置為根網(wǎng)橋；）以確定的方式將某臺交換機(jī)配置為根網(wǎng)橋； （2）將另一臺交換機(jī)配置為輔助根網(wǎng)橋，以防止主根網(wǎng)橋）將另一臺交換機(jī)配置為輔助根網(wǎng)橋，以防止主根網(wǎng)橋 出現(xiàn)故障。出現(xiàn)故障。 作為公共參考點，根網(wǎng)橋和輔助根網(wǎng)橋應(yīng)位于第作為公共參考點，根網(wǎng)橋和輔助根網(wǎng)橋應(yīng)位于第

38、2層網(wǎng)絡(luò)的層網(wǎng)絡(luò)的 中央。例如，位于分布層的交換機(jī)可能比接入層交換機(jī)更適合中央。例如，位于分布層的交換機(jī)可能比接入層交換機(jī)更適合 用作根網(wǎng)橋，因為有更多的數(shù)據(jù)流經(jīng)過分布層設(shè)備。在沒有第用作根網(wǎng)橋，因為有更多的數(shù)據(jù)流經(jīng)過分布層設(shè)備。在沒有第 3層交換機(jī)的交換網(wǎng)中，與其他交換機(jī)相比，將靠近服務(wù)器群層交換機(jī)的交換網(wǎng)中，與其他交換機(jī)相比，將靠近服務(wù)器群 的交換機(jī)用作根網(wǎng)橋的效率更高。大部分?jǐn)?shù)據(jù)流將前往或來自的交換機(jī)用作根網(wǎng)橋的效率更高。大部分?jǐn)?shù)據(jù)流將前往或來自 服務(wù)器群。服務(wù)器群。 3. 根交換機(jī)配置根交換機(jī)配置 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 要配置一個交換機(jī)成為某個要配置一個交換機(jī)成為某

39、個VLAN的根，可使用以下兩種方法：的根，可使用以下兩種方法： （1）手工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級值，使某臺交換機(jī)的網(wǎng)橋）手工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級值，使某臺交換機(jī)的網(wǎng)橋ID比默認(rèn)值比默認(rèn)值 低，以便贏得根網(wǎng)橋選舉。要選擇最低的值，就必須知道低，以便贏得根網(wǎng)橋選舉。要選擇最低的值，就必須知道VLAN中其中其 他所有交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級。為此，可使用如下命令：他所有交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級。為此，可使用如下命令： Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id priority bride-priority 其中：其中：bride-priority的默認(rèn)值為的默認(rèn)值為32768，但可以

40、將其指定為，但可以將其指定為 0 65535之間的任何值。如果啟用了擴(kuò)展系統(tǒng)之間的任何值。如果啟用了擴(kuò)展系統(tǒng)ID，則，則bride-priority默默 認(rèn)為認(rèn)為32768加上加上VLAN號，這種情況下，號，這種情況下，bride-priority的取值范圍為的取值范圍為 0 61440，但只能是，但只能是4096的倍數(shù)。網(wǎng)橋優(yōu)先級越低越好。的倍數(shù)。網(wǎng)橋優(yōu)先級越低越好。 應(yīng)為每個應(yīng)為每個VLAN指定合適的根網(wǎng)橋，例如，將指定合適的根網(wǎng)橋，例如，將VLAN5和和VLAN10 200的網(wǎng)橋優(yōu)先級設(shè)置為的網(wǎng)橋優(yōu)先級設(shè)置為4096，則命令為：，則命令為： Switch(config)#spanning

41、-tree vlan 5，10-200 priority 4096 3. 根交換機(jī)配置 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 （2）讓想成為根網(wǎng)橋的交換機(jī)根據(jù)一些有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中其他交）讓想成為根網(wǎng)橋的交換機(jī)根據(jù)一些有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中其他交 換機(jī)的假設(shè)，選擇自己的優(yōu)先級。命令為：換機(jī)的假設(shè)，選擇自己的優(yōu)先級。命令為： Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primarysecondarydiameter /配置交換機(jī)成為特定配置交換機(jī)成為特定 VLAN的根。的根。 該命令是一個宏，以一種更直接、更自動的方法使交換機(jī)該命令是一個宏，以一種更直接、更自

42、動的方法使交換機(jī) 成為根網(wǎng)橋。該命令并沒有指定實際的網(wǎng)橋優(yōu)先級，而是由交成為根網(wǎng)橋。該命令并沒有指定實際的網(wǎng)橋優(yōu)先級，而是由交 換機(jī)根據(jù)活動網(wǎng)絡(luò)中使用的當(dāng)前值修改其換機(jī)根據(jù)活動網(wǎng)絡(luò)中使用的當(dāng)前值修改其STP值。值。 要恢復(fù)交換機(jī)默認(rèn)設(shè)置，可使用命令如下：要恢復(fù)交換機(jī)默認(rèn)設(shè)置，可使用命令如下： Switch(config)#no spanning-tree vlan vlan-id root 3. 根交換機(jī)配置根交換機(jī)配置 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 Cisco IOS在端口配置為接入端口時使用端口優(yōu)先級值，并 且在接口被配置為中繼端口時使用VLAN端口優(yōu)先級值。 Switch(c

43、onfig)#interface type mod/num Switch(config-if)#spanning-tree vlan port-priority priority Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-idport- priority priority Switch(config-if)#no spanning-tree vlan vlan-id port-priority Switch#show spanning-tree vlan vlan-id Switch#show spanning-tree interface type

44、mod/num 4.為為VLAN和端口設(shè)置優(yōu)先級和端口設(shè)置優(yōu)先級 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 當(dāng)一個端口被配置為接入端口時，STP使用開銷值，而當(dāng) 一個端口并配置為中繼端口時，使用VLAN端口開銷。 端口優(yōu)先級值，并且在接口被配置為中繼端口時使用VLAN 端口優(yōu)先級值。 Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#spanning-tree cost cost Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-idcost cost Switch#show spanning-tr

45、ee vlan vlan-id Switch#show spanning-tree interface type mod/num 5設(shè)置端口開銷設(shè)置端口開銷 6.2.6 生成樹協(xié)議配置生成樹協(xié)議配置 在特定情況下，IEEE 802.1D STP參數(shù)可以逐個配置。 這些參數(shù)包括hello時間、轉(zhuǎn)發(fā)延遲和VLAN最大生存時間。 Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id hello- time seconds Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-id forward- time seconds Switch(conf

46、ig)#spanning-tree vlan vlan-id mac-age seconds 6.修改修改STP定時器定時器 6.2.7 快速快速STP RSTP能夠在第能夠在第2層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兏鼤r加速重新計算生成層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兏鼤r加速重新計算生成 樹的過程。若網(wǎng)絡(luò)配置恰當(dāng)，樹的過程。若網(wǎng)絡(luò)配置恰當(dāng)，RSTP能夠達(dá)到相當(dāng)快的收能夠達(dá)到相當(dāng)快的收 斂速度，有時甚至只需幾百毫秒。斂速度，有時甚至只需幾百毫秒。RSTP重新定義了端口重新定義了端口 的類型及端口狀態(tài)。如果端口被配置為替換端口或備份端的類型及端口狀態(tài)。如果端口被配置為替換端口或備份端 口，則該端口可以立即轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而無需等待網(wǎng)絡(luò)口，則

47、該端口可以立即轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而無需等待網(wǎng)絡(luò) 收斂。收斂。 1.RSTP的特征的特征 6.2.7 快速快速STP （1）要防止交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中形成第）要防止交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中形成第2層環(huán)路，最好選擇層環(huán)路，最好選擇 RSTP協(xié)議。協(xié)議。 （2）Cisco專有的專有的802.1D增強(qiáng)功能（例如增強(qiáng)功能（例如UplinkFast和和 BackboneFast）與）與RSTP不兼容。不兼容。 （3）RSTP(802.1w)用于取代用于取代STP(802.1D)，但仍保留了，但仍保留了 向下兼容的能力。向下兼容的能力。 （4）RSTP使用與使用與IEEE802.1D相同的相同的BPDU格式，不過其格式，不過

48、其 版本字段被設(shè)置為版本字段被設(shè)置為2以代表是以代表是RSTP，并且標(biāo)志字段用完所有的，并且標(biāo)志字段用完所有的 8位。位。RSTP BPDU將在后面介紹。將在后面介紹。 （5）RSTP能夠主動確認(rèn)端口是否能安全轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，能夠主動確認(rèn)端口是否能安全轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)， 而不需要依靠任何計時器來作出判斷。而不需要依靠任何計時器來作出判斷。 1.RSTP的特征的特征 6.2.7 快速快速STP 2. RSTP BPDU 圖圖6.14 RSTP BPDU6.14 RSTP BPDU 字段 協(xié)議ID0 x0000 協(xié)議版本ID=0 x02 BPDU類型0 x02 標(biāo)志 根ID 路徑開銷 網(wǎng)橋ID 端口

49、ID 消息老化時間 最大老化時間 Hello時間 轉(zhuǎn)發(fā)延遲 字節(jié)數(shù) 2 1 1 1 8 4 8 2 2 2 2 2 字段位 拓?fù)涓?建議 端口角色 未知端口 替換或備份端口 根端口 指定端口 學(xué)習(xí) 轉(zhuǎn)發(fā) 同意 位 0 1 2-3 00 01 10 11 4 5 6 拓?fù)涓拇_認(rèn)7 標(biāo)志字段 6.2.7 快速快速STP 3. RSTP邊緣端口邊緣端口 RSTP邊緣端口是指永遠(yuǎn)不會用于連接到其它交換機(jī)邊緣端口是指永遠(yuǎn)不會用于連接到其它交換機(jī) 設(shè)備的交換機(jī)端口。當(dāng)啟用時，此類端口會立即轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)設(shè)備的交換機(jī)端口。當(dāng)啟用時，此類端口會立即轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn) 發(fā)狀態(tài)。發(fā)狀態(tài)。 Cisco版本的版本的RSTP保留了

50、保留了PortFast關(guān)鍵字，其使用關(guān)鍵字，其使用 spanning-tree portfast命令來執(zhí)行邊緣端口配置。這樣命令來執(zhí)行邊緣端口配置。這樣 可以讓整個網(wǎng)絡(luò)更為順暢的轉(zhuǎn)換到可以讓整個網(wǎng)絡(luò)更為順暢的轉(zhuǎn)換到RSTP上。如果在處于上。如果在處于 同步狀態(tài)時將邊緣端口配置為連接到其它交換機(jī)，則可能同步狀態(tài)時將邊緣端口配置為連接到其它交換機(jī)，則可能 對對RSTP造成負(fù)面影響，因為此時可能生成臨時的環(huán)路，造成負(fù)面影響，因為此時可能生成臨時的環(huán)路， 因環(huán)路流量與因環(huán)路流量與BPDU競爭而減緩競爭而減緩RSTP收斂。收斂。 6.2.7 快速快速STP 4鏈路類型鏈路類型 鏈路類型用于將參與RSTP

51、的每個端口分類。鏈路類型可 預(yù)先確定待命端口要扮演的活動角色，以便在滿足特定條件 時端口立即轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。邊緣端口和非邊緣端口需滿足 不同的條件。非邊緣端口分類為兩種鏈路類型：點對點鏈路 和共享鏈路。鏈路類型是自動確定的，但可以使用端口配置 覆蓋。 邊緣端口（相當(dāng)于啟用PortFast的端口）和點對點鏈路 可以快速轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。不過，在考慮鏈路類型參數(shù)之前， RSTP必須確定端口角色。 根端口不使用鏈路類型參數(shù)。根端口一旦處于同步模式 下，就能快速轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 大多數(shù)情況下，替換端口和備份端口不使用鏈路類型參 數(shù)。 6.2.7 快速快速STP 5.RSTP端口狀態(tài) 端口狀態(tài) 操作 丟棄

52、 穩(wěn)定的活動拓?fù)湟约巴負(fù)渫胶透钠陂g都會出現(xiàn)此狀態(tài)。丟 棄狀態(tài)禁止轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，因而可以斷開第2層環(huán)路。 學(xué)習(xí) 穩(wěn)定的活動拓?fù)湟约巴負(fù)渫胶透钠陂g都會出現(xiàn)此狀態(tài)。學(xué) 習(xí)狀態(tài)會接受數(shù)據(jù)幀來填充MAC表，以限制未知單播幀泛洪。 轉(zhuǎn)發(fā) 僅在穩(wěn)定的活動拓?fù)渲谐霈F(xiàn)此狀態(tài)。轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的交換機(jī)端口決 定了拓?fù)?。發(fā)生拓?fù)渥兓?，或在同步期間，只有當(dāng)建議和同 意過程完成后才會轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。 6.2.7 快速快速STP 5.RSTP端口狀態(tài) 操作狀態(tài)STP端口狀態(tài)RSTP端口狀態(tài)是否處于活動拓?fù)渲?啟用阻塞丟棄否 啟用偵聽丟棄否 啟用學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是 啟用轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)是 禁用禁用丟棄否 6.2.7 快速快速STP 6. RS

53、TP 端口角色端口角色 RSTP 端口端口 角色角色 根端口（Root） 指定端口（Designated） 替換端口（Alternate） 備份端口（Backup） 6.2.7 快速快速STP 6. RSTP 端口角色端口角色 （1）根端口（）根端口（Root）：這是在每個非根網(wǎng)橋上，被）：這是在每個非根網(wǎng)橋上，被 選作到根網(wǎng)橋的路經(jīng)的交換機(jī)端口。每臺交換機(jī)上只能選作到根網(wǎng)橋的路經(jīng)的交換機(jī)端口。每臺交換機(jī)上只能 有一個根端口。在穩(wěn)定的活動拓?fù)渲?，根端口為轉(zhuǎn)發(fā)狀有一個根端口。在穩(wěn)定的活動拓?fù)渲校丝跒檗D(zhuǎn)發(fā)狀 態(tài)。態(tài)。 （2）指定端口（）指定端口（Designated）：每個網(wǎng)段至少有）：每個網(wǎng)

54、段至少有 一個交換機(jī)端口作為該網(wǎng)段的指定端口。在穩(wěn)定的活動一個交換機(jī)端口作為該網(wǎng)段的指定端口。在穩(wěn)定的活動 拓?fù)渲校付ǘ丝诘慕粨Q機(jī)將接收網(wǎng)段中發(fā)往根網(wǎng)拓?fù)渲?，包含指定端口的交換機(jī)將接收網(wǎng)段中發(fā)往根網(wǎng) 橋的幀，指定端口為轉(zhuǎn)發(fā)端口。連接到給定網(wǎng)段的所有橋的幀，指定端口為轉(zhuǎn)發(fā)端口。連接到給定網(wǎng)段的所有 交換機(jī)都會幀聽所有交換機(jī)都會幀聽所有BPDU，確定哪臺交換機(jī)將成為特，確定哪臺交換機(jī)將成為特 定網(wǎng)段內(nèi)的指定交換機(jī)。定網(wǎng)段內(nèi)的指定交換機(jī)。 6.2.7 快速快速STP 6. RSTP 端口角色端口角色 （3）替換端口（）替換端口（Alternate）：此交換機(jī)端口提供）：此交換機(jī)端口提供 通往根

55、網(wǎng)橋的替代路徑。在穩(wěn)定的活動拓?fù)渲?，替換端通往根網(wǎng)橋的替代路徑。在穩(wěn)定的活動拓?fù)渲?，替換端 口處于丟棄狀態(tài)。替換端口存在于非指定交換機(jī)上，如口處于丟棄狀態(tài)。替換端口存在于非指定交換機(jī)上，如 果當(dāng)前指定路徑斷開，它將轉(zhuǎn)變?yōu)橹付ǘ丝?。果?dāng)前指定路徑斷開，它將轉(zhuǎn)變?yōu)橹付ǘ丝凇?（4）備份端口（）備份端口（Backup）：指定交換機(jī)上的一種）：指定交換機(jī)上的一種 端口，用于提供到相應(yīng)網(wǎng)段的冗余鏈路。在指定網(wǎng)橋上，端口，用于提供到相應(yīng)網(wǎng)段的冗余鏈路。在指定網(wǎng)橋上， 備份端口的端口備份端口的端口ID比指定端口更高。在穩(wěn)定的活動拓?fù)浔戎付ǘ丝诟?。在穩(wěn)定的活動拓?fù)?中，替換端口處于丟棄狀態(tài)。中，替換端口處于

56、丟棄狀態(tài)。 6.2.7 快速快速STP 7. 冗余鏈路匯聚冗余鏈路匯聚 （1）PortFast：接入層節(jié)點 默認(rèn)情況下，默認(rèn)情況下，PortFast在所有交換機(jī)端口上都被禁用。在在所有交換機(jī)端口上都被禁用。在 被配置為接入模式（非中繼）的所有端口上，都將自動啟用被配置為接入模式（非中繼）的所有端口上，都將自動啟用 PortFast。 switch(config)#spanning-tree portfast default 這將影響所有的交換機(jī)端口。這將影響所有的交換機(jī)端口。 也可以使用命令在特定的交換機(jī)端口上啟用或禁用也可以使用命令在特定的交換機(jī)端口上啟用或禁用 PortFast。 swit

57、ch(config-if)#no spanning-tree portfast 使用下面的命令可以顯示當(dāng)前的使用下面的命令可以顯示當(dāng)前的PortFastvhts : switch(config)#show spanning-tree interface type mod/num portfast 6.2.7 快速快速STP 7. 冗余鏈路匯聚冗余鏈路匯聚 當(dāng)在啟用當(dāng)在啟用PortFast的端口上啟用的端口上啟用BPDU保護(hù)，保護(hù)，STP會會 關(guān)閉那些收到關(guān)閉那些收到BPDU且啟用且啟用PortFast的端口。的端口。 在一個合理的配置中，啟用在一個合理的配置中，啟用PortFast的端口是不會

58、收的端口是不會收 到到BPDU的。只在那些連接到終端站點的端口上配置的。只在那些連接到終端站點的端口上配置 PortFast。 Switch(config)#spanning-tree portFast bpduguard default Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#spanning-tree portfast Switch(config)#no spanning-tree portFast bpduguard default 6.2.7 快速快速STP 7. 冗余鏈路匯聚冗余鏈路匯聚 （2）.UplinkFa

59、st：接入層上行鏈路 啟用啟用UplinkFast功能，命令如下：功能，命令如下： switch(config)#spanning-tree uplinkfast max-update- rate pkts-per-second UplinkFast被啟用時，將在整臺交換機(jī)上和所有被啟用時，將在整臺交換機(jī)上和所有VLAN上上 啟用。啟用。UplinkFast通過記錄所有前往根網(wǎng)橋的可能路徑來完成通過記錄所有前往根網(wǎng)橋的可能路徑來完成 其工作，因此不能在根交換機(jī)上使用該命令。其工作，因此不能在根交換機(jī)上使用該命令。 首先，交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級升至首先，交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級升至49152，使其不會選做

60、根，使其不會選做根 網(wǎng)橋。所有本地交換機(jī)的端口成本都增加網(wǎng)橋。所有本地交換機(jī)的端口成本都增加3000，使任何下游交，使任何下游交 換機(jī)的根路徑都不可能經(jīng)過這些端口。換機(jī)的根路徑都不可能經(jīng)過這些端口。 6.2.7 快速快速STP 7. 冗余鏈路匯聚冗余鏈路匯聚 （3）.BackboneFast：冗余骨干路徑：冗余骨干路徑 要配置要配置BackboneFast，可使用命令：，可使用命令： switch(config)#spanning-tree backboneFast 使用使用BackboneFast時，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中所有的交換機(jī)上時，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中所有的交換機(jī)上 啟用啟用BackboneFast。默認(rèn)