網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)

1、網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)多生成樹協(xié)議MSTP相關(guān)理論：MSTP協(xié)議概述MSTP （Multiple Spanning Tree Protocol）也稱為多生成樹協(xié)議，在 IEEE802.1s 中定義。 與 STP（Spanning Tree Protocol）和 RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）相比，MSTP 主要 引入了 “實(shí)例（INSTANCE）”的概念。STP/RSTP是基于端口的，而MSTP則是基于實(shí)例 的。所謂的“實(shí)例”是指多個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)的一個(gè)集合，MSTP把一臺(tái)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)VLAN 劃分為一個(gè)INSTANCE，有著相同INSTANCE配置的設(shè)備就組成一

2、個(gè) MST域（MSTng Tree）。實(shí)例0具有特殊的作于MSTI，即多生成樹實(shí)例。莫八即多生成而成;原一個(gè)撲網(wǎng)Region），運(yùn)行獨(dú)立的生成樹（這個(gè)內(nèi)部的生成樹稱為IST， Internal Spanning-tree）；這個(gè) MST region組合就相當(dāng)于一個(gè)大的設(shè)備整體，與其他MST Region再進(jìn)行生成樹算法運(yùn)算， 得出一個(gè)整體的生成樹，稱為CST（Common Spanning ng Tree）。實(shí)例0具有特殊的作于MSTI，即多生成樹實(shí)例。莫八即多生成而成;原一個(gè)撲網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，運(yùn)行MSTP協(xié)議的交換機(jī)要生成一個(gè)穩(wěn)定的樹型拓 擁有的唯一的橋ID（Bridge ID），橋ID由

3、橋優(yōu)先級(jí)和MAC地址組合（2）交換機(jī)到根橋的路徑花費(fèi)（Root Path Cost），以下簡(jiǎn)稱根路徑花費(fèi)；（3）每個(gè)端口 ID（Port ID），端口 ID由端口優(yōu)先級(jí)和端口號(hào)組合而成。交換機(jī)之間通過交換BPDU（Bridge Protocol Data Units，網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）幀來獲得 建立最佳樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需要的信息。BPDU是目的MAC為01-80-C2-00-00-00的組播幀。每個(gè)BPDU由以下這些要素組成：（1）Root Bridge ID （本交換機(jī)所認(rèn)為的根橋ID）；（2）Root Path Cost （本交換機(jī)的根路徑花費(fèi)）；（3）Bridge ID （本交換機(jī)的橋ID

4、）；（4）Message Age（BPDU報(bào)文已存活的時(shí)間）；（5）Port ID （發(fā)送該BPDU報(bào)文的端口 ID）；（6）Forward-Delay Time、Hello Time、Max-Age Time 三個(gè)協(xié)議規(guī)定的時(shí)間參數(shù)；（7）其他一些諸如表示發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?、本端口狀態(tài)的標(biāo)志位。當(dāng)交換機(jī)的一個(gè)端口收到高優(yōu)先級(jí)的BPDU （更小的Bridge ID，更小的Root Path Cost 等），就在該端口保存這些信息，同時(shí)向所有端口更新并傳播這些信息。如果收到比自己低 優(yōu)先級(jí)的BPDU，交換機(jī)就丟棄該信息。這樣的機(jī)制就使高優(yōu)先級(jí)的信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中傳播 開，BPDU的交流就有了下面的結(jié)

5、果：網(wǎng)絡(luò)中選擇了一臺(tái)交換機(jī)為根橋(Root Bridge)； 除根橋外的每都有一個(gè)根端口(Root Port),即提供最短路徑到Root Bridge的端口；每臺(tái)交換機(jī)都計(jì)算出了到根橋(Root Bridge)的最短路徑；每個(gè)LAN都有了指派網(wǎng)橋(Designated Bridge)，位于該LAN與根橋之間的最短 路徑中。指派網(wǎng)橋和LAN相連的端口稱為指派端口(Designated Port)；根口和指派端口進(jìn)入Forwarding狀態(tài)。Forwarding的端口正常轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，正 常進(jìn)行源MAC學(xué)習(xí)；同時(shí)選舉出根口的替換端口(Alternate port)和Designated Port的

6、備份端口(Backup Port)。替換端口是指一旦根端口失效，該端口就立該變?yōu)楦丝?。替換端口是當(dāng)一臺(tái)交換 機(jī)有兩個(gè)端口都連在同一個(gè)LAN上，那么高優(yōu)先級(jí)的端口為Designated Port，低優(yōu)先級(jí)的 端口為 Backup Port； 替換端口和備份端口，連同其他不在生成樹中的端口進(jìn)入Discarding狀態(tài)。Discarding是端口的阻塞狀態(tài)，阻塞端口除了 BPDU報(bào)文外，不轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，不進(jìn)行源 MAC學(xué)習(xí)。MSTP協(xié)議就是利用這種方法來剪切環(huán)路。MSTP在計(jì)算過程中，端口可能會(huì)處于一種學(xué)習(xí)(Learning)狀態(tài)，處于學(xué)習(xí)狀態(tài)的端 口，不轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但是會(huì)進(jìn)行源MAC學(xué)習(xí)，這種

7、端口狀態(tài)為過渡狀態(tài)。計(jì)算穩(wěn)定后， 處于正常轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的端口，其狀態(tài)為Forwarding oMSTP協(xié)議根據(jù)域(Region)進(jìn)行STP計(jì)算，合理劃分域非常重要。域由域名(Name)、修 正值(Revision Number). VLAN與實(shí)例的映射關(guān)系(VLANINSTANCE)組成，只有三 者都一樣的互連設(shè)備才認(rèn)為在同一個(gè)域中，并進(jìn)行相應(yīng)的STP計(jì)算。缺省時(shí)，我司設(shè)備域 名為空，修正值為0，所有VLAN都映射到實(shí)例0上。MSTP協(xié)議依靠BPDU報(bào)文傳遞信 息。在同一個(gè)域中的交換機(jī)將互相傳播和接收不同生成樹實(shí)例的配置信息，進(jìn)行本域內(nèi)STP 的計(jì)算；不同域的交換機(jī)則只是傳播和接收CIST的配

8、置信息。MSTP協(xié)議利用CIST保證 全網(wǎng)無環(huán)路，同時(shí)利用葉偵持了與stp/rstp的兼容性。.com實(shí)驗(yàn)案例:【實(shí)驗(yàn)名稱】多生成樹協(xié)議MSTP 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹吭诮尤雽雍头植紝咏粨Q機(jī)上配置MSTP并進(jìn)行驗(yàn)證?！颈尘懊枋觥磕称髽I(yè)網(wǎng)絡(luò)管理員認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的生成樹協(xié)議（STP）是基于整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個(gè)樹形 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有的VLANs都共享一個(gè)生成樹，這種結(jié)構(gòu)不能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡，使 得有些交換設(shè)備比較繁忙，而另一些交換設(shè)備又很空閑，為了克服這個(gè)問題，他決定采用基 于VLAN的多生成樹協(xié)議MSTP，現(xiàn)要在交換機(jī)上做適當(dāng)配置來完成這一任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)采用4臺(tái)交換機(jī)設(shè)備，PC1和PC3在Vlan 10中，

9、IP地址分別為0/24 和 0/24, PC2 在 Vlan 20 中，PC4 在 Vlan 40 中?！緦?shí)現(xiàn)功能】【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】接入層交換機(jī)S2126G （2臺(tái)）、分布層交換機(jī)S3550-24（2臺(tái)） 【實(shí)驗(yàn)步驟】第一步：配置接入層交換機(jī)S2126-AS2126-A (config)#spanning-tree !開啟生成樹S2126-A (config)#spanning-tree mode mstp !配置生成樹模式為 MSTPS2126-A(config)#vlan 10!創(chuàng)建 Vlan 10S2126-A(config)#vlan 20!創(chuàng)建 Vlan 20S2126-A(config

10、)#vlan 40!創(chuàng)建 Vlan 40S2126-A(config)#interface fastethernet 0/1S2126-A(config-if)#switchport access vlan 10S2126-A(config)#interface fastethernet 0/2S2126-A(config-if)#switchport access vlan 20S2126-A(config)#interface fastethernet 0/23S2126-A(config-if)#switchport mode trunkS2126-A(config)#interface

11、 fastethernet 0/24!分配端口 F0/1給Vlan 10!分配端口 F0/2給Vlan 20!定義F0/23為trunk端口!定義!分配端口 F0/1給Vlan 10!分配端口 F0/2給Vlan 20!定義F0/23為trunk端口!定義F0/24為trunk端口S2126-A(config)#spanning-tree mst configuration !進(jìn)入 MSTP 配置模式 S2126-nfig-ms instance 1 vlan_1 10 . ！配置 iniS2126-A(c S2STnfig-ms6-A(confist)#reviinstance 2 vlan

12、 20,40instance 1 vlanJJstan列1）并關(guān)聯(lián)Vlan 1和10 Vlan 20 和 40號(hào)）J驗(yàn)S21Multi spanNameRevision : 1Instance Vlans Mappedree mst configuration ！顯示 MSTP 全局配置 rotocol : Enabled: region102-9,11-19,21- 39,41- 40941,1020,40第二步：配置接入層交換機(jī)S2126-BS2126-B (config)#spanning-tree ！開啟生成樹S2126-B (config)#spanning-tree mode ms

13、tp ！采用 MSTP 生成樹模式S2126-B(config)#vlan 10!創(chuàng)建 Vlan 10S2126-B(config)#vlan 20!創(chuàng)建 Vlan 20S2126-B(config)#vlan 40!創(chuàng)建 Vlan 40S2126-B(config)#interface fastethernet 0/1S2126-B(config-if)#switchport access vlan 10S2126-B(config)#interface fastethernet 0/2S2126-B(config-if)#switchport access vlan 40S2126-B(c

14、onfig)#interface fastethernet 0/23 S2126-B(config-if)#switchport mode trunk S2126-B(config)#interface fastethernet 0/24 S2126-B(config-if)#switchport mode trunkS2126-B(config)#interface fastethernet 0/1S2126-B(config-if)#switchport access vlan 10S2126-B(config)#interface fastethernet 0/2S2126-B(conf

15、ig-if)#switchport access vlan 40S2126-B(config)#interface fastethernet 0/23 S2126-B(config-if)#switchport mode trunk S2126-B(config)#interface fastethernet 0/24 S2126-B(config-if)#switchport mode trunk!分配端口 F0/1給Vlan 10!分配端口 F0/2給Vlan 40!定義F0/23為trunk端口!定義F0/24為trunk端口S2126-B(config)#spanning-tree m

16、st configuration !進(jìn)入 MSTP 配置模式S2126-B(config-mst)#instance 1 vlan 1,10S2126-B(config-mst)#instance 2 vlan 20,40S2126-B(config-mst)#name region1S2126-B(config-mst)#revision 1!配置instance 1 （實(shí)例1）并關(guān)聯(lián)Vlan 1和10!配置實(shí)例2并關(guān)聯(lián)Vlan 20和40!配置域名稱!配置版本（修訂號(hào)）驗(yàn)證測(cè)試：驗(yàn)證MSTP配置S2126-B#show spanning-tree mst configurationMult

17、i spanning tree protocol : EnabledS3550-A(config)#spanning-tree ！S2126-B#show spanning-tree mst configurationMulti spanning tree protocol : EnabledS3550-A(config)#spanning-tree ！開啟生成樹S3550-A (config)#spanning-tree mode mstp！采用MSTP生成樹模式!定義F0/1為trunk端口!定義F0/23為trunk端口!定義F0/24為trunk端口S3550-A(config)#vl

18、an 10S3550-A(config)#vlan 20S3550-A(config)#vlan 40S3550-A(config)#interface fastethernet 0/1S3550-A(config-if)#switchport mode trunkS3550-A(config)#interface fastethernet 0/23S3550-A(config-if)#switchport mode trunkS3550-A(config)#interface fastethernet 0/24S3550-A(config-if)#switchport mode trunkS

19、3550-A (config)#spanning-tree mst 1 priority 4096！配置交換機(jī) S3550-A 在 instance 1 中的優(yōu)先級(jí)為4096 ，缺省是32768，值越小越優(yōu)先成為該instance中的root switch!進(jìn)入!進(jìn)入MSTP配置模式!配置實(shí)例1并關(guān)聯(lián)Vlan 1和10!配置實(shí)例2并關(guān)聯(lián)Vlan 20和40!配置域名為regionl!配置版本（修訂號(hào)）S3550-A (config-mst)#instance 1 vlan 1,10S3550-A (config-mst)#instance 2 vlan 20,40S3550-A (config

20、-mst)#name region1S3550-A (config-mst)#revision 1驗(yàn)證測(cè)試：驗(yàn)證MSTP配置S3550-A#show spanning-tree mst configurationMulti spanning tree protocol : EnabledName : region1Revision : 1Instance Vlans Mapped2-9,11-19,21-39,41-40941,1020,40第四步：配置分布層交換機(jī)S3550-BS3550-B（coS3550S30-B(conS-B(conspanning-tree ！開啟生成樹-tree m

21、odeimtL第四步：配置分布層交換機(jī)S3550-BS3550-B（coS3550S30-B(conS-B(conspanning-tree ！開啟生成樹-tree modeimtL采用MJ生成樹模式，7 W ASTP.生成樹模vlan 20vlan 40S355e fastetiS3550-B(config-if)#switchport mode trunkS3550-B(config)#interface fastethernet 0/23S3550-B(config-if)#switchport mode trunkS3550-B(config)#interface fastethern

22、et 0/24S3550-B(config-if)#switchport mode trunkhernet0/1!定義F0/1為trunk端口!定義F0/23為trunk端口!定義F0/24為trunk端口S3550-B (config)#spanning-tree mst 2 priority 4096！配置交換機(jī) S3550-B 在 instance 2(實(shí)例2)中的優(yōu)先級(jí)為4096 ，缺省是32768,值越小越優(yōu)先成為該region (域)中的root switchS3550-B （config）#spanning-tree mst configuration !進(jìn)入 MSTP 配置模式

23、S3550-B (config-mst)#instance 1 vlan 1,10S3550-B (config-mst)#instance 2 vlan 20,40S3550-B (config-mst)#name region1S3550-B (config-mst)#revision 1!配置實(shí)例1并關(guān)聯(lián)Vlan S3550-B (config-mst)#instance 1 vlan 1,10S3550-B (config-mst)#instance 2 vlan 20,40S3550-B (config-mst)#name region1S3550-B (config-mst)#re

24、vision 1!配置實(shí)例2并關(guān)聯(lián)Vlan 20和40!配置域名為region1!配置版本（修訂號(hào)）驗(yàn)證測(cè)試：驗(yàn)證MSTP配置S3550-B#show spanning-tree mst configurationMulti spanning tree protocol : EnabledName : regionlRevision : 1Instance Vlans Mapped02-9,11-19,21-39,41-40941,1020,40第五步：驗(yàn)證交換機(jī)配置S3550-A#show spanning-tree mst 1 # MST 1 vlans mapped S3550-A#sh

25、ow spanning-tree mst 1 # MST 1 vlans mapped : 1,10 BridgeAddr : 00d0.f8ff.4e3f Priority : 4096!顯示交換機(jī)S3550-A上實(shí)例1的特性!交換機(jī)S3550-A的MAC地址!優(yōu)先級(jí)TimeSinceTopologyChange : 0d:7h:21m:17sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100100D0F8FF4E3F ！后 12 位是 MAC 地址，此處顯示是 S3550-A 自身 的TopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100

26、100D0F8FF4E3F ！后 12 位是 MAC 地址，此處顯示是 S3550-A 自身 的MAC，這說明S3550-A是實(shí)例1 (instance 1)的生成樹的根交換機(jī)大喜人！顯示交換機(jī)S3550-B上實(shí)例2的特性anning-t ns map .f8ff# MST ddr :#RootCoRoost 2 d: 20,40BrPriorityTimeSinceToiTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100200D0F8FF4662RootCost : 0RootPort : 0DasaiRgyChange : 0d:7h:31m:0s! S3550

27、-B是實(shí)例2 (instance 2)的生成樹的根交換機(jī)S2126-A#show spanning-tree mst 1！顯示交換機(jī) S2126-A 上實(shí)例 1 的特性# MST 1 vlans mapped : 1,10BridgeAddr : 00d0.f8fe.1e49Priority : 32768TimeSinceTopologyChange : 7d:3h:19m:31sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100100D0F8FF4E3F!實(shí)例 1 的生成樹的根交換機(jī)是 S3550-ARootCost : 200000RootPort : Fa0

28、/23！對(duì)實(shí)例 1 而言，S2126-A 的根端口是 Fa0/23S2126-A#show spanning-tree mst 2！顯示交換機(jī) S2126-A 上實(shí)例 2 的特性# MST 2 vlans mapped : 20,40BridgeAddr : 00d0.f8fe.1e49Priority : 32768TimeSinceTopologyChange : 7d:3h:19m:31sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100200D0F8FF4662!實(shí)例 2 的生成樹的根交換機(jī)是 S3550-BRootCost : 200000RootPort

29、 : Fa0/24!對(duì)實(shí)例 2 而言，S2126-A 的根端口是 Fa0/24類似可以驗(yàn)證其它交換機(jī)上的配置?！咀⒁馐马?xiàng)】對(duì)規(guī)模很大的交換網(wǎng)絡(luò)可以劃分多個(gè)域（region），在每個(gè)域里可以創(chuàng)建多個(gè)instance（實(shí)例）；劃分在同一個(gè)域里的各臺(tái)交換機(jī)須配置相同的域名（name）、相同的修訂號(hào)（revisionnumber）、 相同的 instancevlan 對(duì)應(yīng)表；交換機(jī)可以支持65個(gè)MSTP instance，其中實(shí)例0是缺省實(shí)例，是強(qiáng)制存在的，其它實(shí)例可以創(chuàng)建和刪除;將整個(gè)spanning-tree恢復(fù)為缺省狀態(tài)用命令spanning-tree reset?！緟⒖糞21：【參考S21：2

30、6|A#sh|w交換機(jī)s喏|全部配置#lding 頃頃面嘰.%供 策.ve:1.0hostname.DasaiFlen .com二一 一一u 二Ntion : 583 bytes ve:1.0hostname.DasaiFlen .comspanning-tree mst configuration instance 1 vlan 1,10 instance 2 vlan 20,40 name region1 revision 1!interface fastEthernet 0/1 switchport access vlan 10 !interface fastEthernet 0/2 switchport access vlan 20 !interface fastEthernet 0/23 switchport mode trunkinterface fastEthernet 0/24 switchport mode trunk !endS2126-B #show run !交換機(jī)S2126-B的全部配置Building configuration.Current configuration : 5