【清默网络】CCNA-交换--STP笔记

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冗余拓扑的问题：
-广播风暴
   交换机泛洪广播帧和未知帧
-重复帧接受
   交换机泛洪广播帧和未知帧
-MAC地址的振荡
   学习MAC地址的原则


STP生成树协议：spanning-tree  protocol（802.1D）
作用：防环备份
原理：
在冗余网络中，逻辑上阻塞某些端口，使的任意两个终端之间的通信都是唯一路径；
当收敛后的网络再次发生变换，重新激活被阻塞的端口，使得网络通信恢复正常，到达备份的效果。


802.1D (STP ):

术语：
桥ID：标示交换机在生成树网络中的唯一性
组成：桥优先级+MAC地址（交换机本身的MAC地址）

桥优先级：标示交换机的优先权限，用于选举根桥
   范围0-65535，默认32768，步长  1，2Bytes

根桥：ROOT，负责整个网络中的数据通信
网络中优先级最高的交换机

BPDU：桥协议数据单元
    内容：包含STP收敛所需要的所有参数
    作用：用来选举ROOT, RP, DP等
    种类：
    配置BPDU：周期性发送，2S，最大存活时间20S；用来完成STP的收敛和后期状态的维护
    TCN  BPDU：当拓扑发生变化时发送

Cost：花费，接口到达根所花的代价
10M~100; 100M~19; 1000M~4; 10G~2

根端口：root Port  （RP）
     非根桥上，到达根桥的cost值最小的端口
     负责接收由根桥发送的数据和BPDU

指定端口：design  Port   （DP）
      链路上，到达根桥的cost值最小的端口
      负责转发ROOT发送的数据和BPDU

端口ID：在交换机上，用来唯一的标示不同的端口
     组成：端口优先级+端口编号

端口优先级：1Byte，范围0-255，默认128


STP的收敛过程：

1、首先选举根桥
选举原则：
    比较桥ID，以小为优
        先比较优先级以小为优；再比较MAC地址，以小为优

2、选举RP（在每个非根桥上选举，每个非根桥上有且只有一个）
选举原则：
    -比较到达根桥的cost值，以小为优
    -比较上行链路的桥ID，以小为优
    -比较上行链路的端口的ID，以小为优

3、选举DP（在每条链路上选举）
选举原则：
    -比较cost值（等于端口所在的交换机上的RP到达根桥的cost值），以小为优
    -比较端口所在桥的桥ID，以小为优
-比较端口ID，以小为优

4、既不是RP，也不是DP的端口被阻塞

*一般根桥上所有的端口都是DP
*非根桥上一定有RP
*DP和RP为对端
*被阻塞的端口对端为DP
*无环就无树
*只有根桥才能发送最优的BPDU


端口状态：

-disable：没有运行的生成树协议的端口

-blocking：阻塞状态，只能接受BPDU
    若该状态下，连续20S没有收到对端发来的BPDU，自动进入下一个状态

-listening：侦听状态，可以发送和接受BPDU，选举ROOT,RP,DP等
    固定停留15S，然后自动进入下一个状态

-learning：学习状态，收发BPDU，学习MAC地址
    固定停留15S，然后自动进入下一个状态

-forwarding：转发状态，收发BPDU,学习MAC地址，转发用户数据
DP/RP所处的状态、稳定状态

交换机的端口变为forwarding的时间为50S（正常从disabled收敛）或者30S（交换机上原RP所连链路down，那么blocking端口直接变为listening，即30S即可收敛）


版本：
国际标准：
    802.1D (STP )   802.1W (RSTP)   802.1S(MSTP)
思科私有：
    PVST+    PVRST+


PVST+
特点：
每一个VLAN的数据独立维护一棵树，实现基于VLAN的负载均衡，增加链路的带宽使用率
但是每个VLAN都维护一个STP，系统资源消耗严重

桥优先级：范围0-65535，步长4096（因为只有最高4位可以修改，而第4为的权重为4096）；默认32768

最终桥的优先级=优先级+VLAN  ID
*同一台交换机在不同的VLAN中，桥ID不同！（因为优先级不同）
默认，思科的交换机的生成树的版本是PVST+，默认开启生成树协议

PVRST+  收敛时间比PVST+短！


MSTP：多生成树协议
将多个VLAN加入到一个实例中，以实例为单位维护一个生成树，这样既能实现负载均衡，也能尽可能的减少系统资源的消耗。

*所有的生成树版本中的根桥都支持抢占！

配置：
Switch#show spanning-tree

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 priority ?            //修改优先级
  <0-61440>  bridge priority in increments of 4096

Switch(config)#spanning-tree vlan 2 root ?        //直接指定根
  primary    Configure this switch as primary root for this spanning tree    //主根，priority降2个步长（8192）
  secondary  Configure switch as secondary root    //备份根，priority降低一个步长（4096）


Switch(config)#spanning-tree vlan 2 priority 0    //同样达到指定该交换机为根的效果



STP实验需求：
1、如图搭建拓扑

2、在SW1上创建VLAN10，VLAN20,VLAN30,要求，SW2和SW3上不允许直接创建VLAN，必须通过VTP学习，其中
     VTP的域名：CCNA，密码CCNP
3、修改桥优先级，使得SW3称为VLAN 30的根，VLAN 20的备份根
4、手工指定，使得SW2称为VLAN 20的根，VLAN 10的备份根

淼渺淼渺

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