本帖最后由 小乔 于 2017-11-30 12:10 编辑
以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）。STP（Spanning Tree Protocol）是用来解决网络中环路问题的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。 与众多协议的发展过程一样，生成树协议也是随着网络的发展而不断更新的，从最初的IEEE 802.1D中定义的STP到IEEE 802.1W中定义的快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol），再到最新的IEEE 802.1S中定义的多生成树协议MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）。 生成树协议中，MSTP兼容RSTP、STP，RSTP兼容STP。三种生成树协议的比较如表1所示。 表1 三种生成树协议的比较
生成树协议
| 特点
| 应用场景
| STP
| - 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度较慢。
| 无需区分用户或业务流量，所有VLAN共享一棵生成树。
| RSTP
| - 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度快。
| MSTP
| - 形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度快。
- 多棵生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同的路径转发。
| 需要区分用户或业务流量，并实现负载分担。不同的VLAN通过不同的生成树转发流量，每棵生成树之间相互独立。
|
STP
组网需求在一个复杂的网络中，网络规划者由于冗余备份的需要，一般都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作主用链路，其他链路作备份。这样就难免会形成环形网络，若网络中存在环路，可能会引起广播风暴和MAC表项被破坏。
网络规划者规划好网络后，可以在网络中部署STP协议预防环路。当网络中存在环路，STP通过阻塞某个端口以达到破除环路的目的。如图1所示，当前网络中存在环路，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都运行STP，通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个端口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。
图1 配置STP功能组网图
配置思路
在处于环形网络中的交换设备上配置STP基本功能，包括：
配置环网中的设备生成树协议工作在STP模式。
配置根桥和备份根桥设备。
配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞。
使能STP，实现破除环路。
操作步骤
配置STP基本功能
配置环网中的设备生成树协议工作在STP模式
# 配置交换设备SwitchA的STP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] stp mode stp# 配置交换设备SwitchB的STP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchB
[SwitchB] stp mode stp# 配置交换设备SwitchC的STP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchC
[SwitchC] stp mode stp# 配置交换设备SwitchD的STP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchD
[SwitchD] stp mode stp配置根桥和备份根桥设备
# 配置SwitchA为根桥。
[SwitchA] stp root primary# 配置SwitchD为备份根桥。
[SwitchD] stp root secondary配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞
说明：
端口路径开销值取值范围由路径开销计算方法决定，这里选择使用华为计算方法为例，配置将被阻塞端口的路径开销值为20000。
同一网络内所有交换设备的端口路径开销应使用相同的计算方法。
# 配置SwitchA的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchA] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchB的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchB] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchC的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchC] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchC端口GigabitEthernet1/0/1端口路径开销值为20000。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] stp cost 20000
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] quit# 配置SwitchD的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchD] stp pathcost-standard legacy使能STP，实现破除环路
将与PC机相连的端口设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能
# 配置SwitchB端口GigabitEthernet1/0/2设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchB] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] stp edged-port enable
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] quit# 配置SwitchC端口GigabitEthernet1/0/2设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] stp edged-port enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] quit设备全局使能STP
# 设备SwitchA全局使能STP。
[SwitchA] stp enable# 设备SwitchB全局使能STP。
[SwitchB] stp enable# 设备SwitchC全局使能STP。
[SwitchC] stp enable# 设备SwitchD全局使能STP。
[SwitchD] stp enable
验证配置结果
经过以上配置，在网络计算稳定后，执行以下操作，验证配置结果。
# 在SwitchA上执行display stp brief命令，查看端口状态和端口的保护类型，结果如下：
[SwitchA] display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE将SwitchA配置为根桥后，与SwitchB、SwitchD相连的端口GigabitEthernet1/0/2和GigabitEthernet1/0/1在生成树计算中被选举为指定端口。
# 在SwitchB上执行display stp interface gigabitethernet 1/0/1 brief命令，查看端口GigabitEthernet1/0/1状态，结果如下：
[SwitchB] display stp interface gigabitethernet 1/0/1 brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE 端口GigabitEthernet1/0/1在生成树选举中成为指定端口，处于FORWARDING状态。
# 在SwitchC上执行display stp brief命令，查看端口状态，结果如下：
[SwitchC] display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet1/0/3 ROOT FORWARDING NONE 端口GigabitEthernet1/0/3在生成树选举中成为根端口，处于FORWARDING状态。
端口GigabitEthernet1/0/1在生成树选举中成为Alternate端口，处于DISCARDING状态。
配置文件
SwitchA的配置文件
#
sysname SwitchA
#
stp mode stp
stp instance 0 root primary
stp pathcost-standard legacy
#
returnSwitchB的配置文件
#
sysname SwitchB
#
stp mode stp
stp pathcost-standard legacy
#
interface GigabitEthernet1/0/2
stp bpdu-filter enable
stp edged-port enable
#
return SwitchC的配置文件
#
sysname SwitchC
#
stp mode stp
stp pathcost-standard legacy
#
interface GigabitEthernet1/0/1
stp instance 0 cost 20000
#
interface GigabitEthernet1/0/2
stp bpdu-filter enable
stp edged-port enable
#
return SwitchD的配置文件
#
sysname SwitchD
#
stp mode stp
stp instance 0 root secondary
stp pathcost-standard legacy
#
return
RSTP
组网需求
在一个复杂的网络中，网络规划者由于冗余备份的需要，一般都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作主用链路，其他链路作备份。这样就难免会形成环形网络，若网络中存在环路，可能会引起广播风暴和MAC表项被破坏。
网络规划者规划好网络后，可以在网络中部署RSTP协议预防环路。当网络中存在环路，RSTP通过阻塞某个端口以达到破除环路的目的。如图1所示，当前网络中存在环路，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都运行RSTP，通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个端口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。
图1 配置RSTP功能组网图
配置思路
采用以下思路配置RSTP功能：
在处于环形网络中的交换设备上配置RSTP基本功能，包括：
配置环网中的设备生成树协议工作在RSTP模式。
配置根桥和备份根桥设备。
配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞。
使能RSTP，实现破除环路。
配置保护功能，实现对设备或链路的保护。例如：在根桥设备的指定端口配置根保护功能。
操作步骤
配置RSTP基本功能
配置环网中的设备生成树协议工作在RSTP模式
# 配置SwitchA的RSTP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] stp mode rstp# 配置交换设备SwitchB的RSTP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchB
[SwitchB] stp mode rstp# 配置交换设备SwitchC的RSTP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchC
[SwitchC] stp mode rstp# 配置交换设备SwitchD的RSTP工作模式。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchD
[SwitchD] stp mode rstp配置根桥和备份根桥设备
# 配置SwitchA为根桥。
[SwitchA] stp root primary# 配置SwitchD为备份根桥。
[SwitchD] stp root secondary配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞
说明：
端口路径开销值取值范围由路径开销计算方法决定，这里选择使用华为计算方法为例，配置将被阻塞端口的路径开销值为20000。
同一网络内所有交换设备的端口路径开销应使用相同的计算方法。
# 配置SwitchA的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchA] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchB的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchB] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchC的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchC] stp pathcost-standard legacy# 配置SwitchC端口GigabitEthernet1/0/1端口路径开销值为20000。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] stp cost 20000
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] quit# 配置SwitchD的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchD] stp pathcost-standard legacy使能RSTP，实现破除环路
将与PC机相连的端口设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能
# 配置SwitchB端口GigabitEthernet1/0/2为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchB] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] stp edged-port enable
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/2] quit# 配置SwitchC端口GigabitEthernet1/0/2为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] stp edged-port enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] quit设备全局使能RSTP
# 设备SwitchA全局使能RSTP。
[SwitchA] stp enable# 设备SwitchB全局使能RSTP。
[SwitchB] stp enable# 设备SwitchC全局使能RSTP。
[SwitchC] stp enable# 设备SwitchD全局使能RSTP。
[SwitchD] stp enable
配置保护功能，如在根桥设备的指定端口配置根保护功能
# 在SwitchA端口GigabitEthernet1/0/1上配置根保护功能。
[SwitchA] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] quit# 在SwitchA端口GigabitEthernet1/0/2上配置根保护功能。
[SwitchA] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/2] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/2] quit
验证配置结果
经过以上配置，在网络计算稳定后，执行以下操作，验证配置结果。
# 在SwitchA上执行display stp brief命令，查看端口状态和端口的保护类型，结果如下：
[SwitchA] display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING ROOT
0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING ROOT将SwitchA配置为根桥后，与SwitchB、SwitchD相连的端口GigabitEthernet1/0/2和GigabitEthernet1/0/1在生成树计算中被选举为指定端口，并在指定端口上配置根保护功能。
# 在SwitchB上执行display stp interface gigabitethernet 1/0/1 brief命令，查看端口GigabitEthernet1/0/1状态，结果如下：
[SwitchB] display stp interface gigabitethernet 1/0/1 brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE 端口GigabitEthernet1/0/1在生成树选举中成为指定端口，处于FORWARDING状态。
# 在SwitchC上执行display stp brief命令，查看端口状态，结果如下：
[SwitchC] display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet1/0/1 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet1/0/3 ROOT FORWARDING NONE 端口GE1/0/1在生成树选举中成为Alternate端口，处于DISCARDING状态。
端口GE1/0/3在生成树选举中成为根端口，处于FORWARDING状态。
配置文件
SwitchA的配置文件
#
sysname SwitchA
#
stp mode rstp
stp instance 0 root primary
stp pathcost-standard legacy
#
interface GigabitEthernet1/0/1
stp root-protection
#
interface GigabitEthernet1/0/2
stp root-protection
#
returnSwitchB的配置文件
#
sysname SwitchB
#
stp mode rstp
stp pathcost-standard legacy
#
interface GigabitEthernet1/0/2
stp bpdu-filter enable
stp edged-port enable
#
return SwitchC的配置文件
#
sysname SwitchC
#
stp mode rstp
stp pathcost-standard legacy
#
interface GigabitEthernet1/0/1
stp instance 0 cost 20000
#
interface GigabitEthernet1/0/2
stp bpdu-filter enable
stp edged-port enable
#
return SwitchD的配置文件
#
sysname SwitchD
#
stp mode rstp
stp instance 0 root secondary
stp pathcost-standard legacy
#
return
MSTP
组网需求
在一个复杂的网络中，由于冗余备份的需要，网络规划者一般都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作为主用链路，其他作为备份链路。这样就难免会形成环路，若网络中存在环路，可能会引起广播风暴和MAC表项被破坏。为此，可以在网络中部署MSTP协议预防环路。MSTP可阻塞二层网络中的冗余链路，将网络修剪成树状，达到消除环路的目的。
如图1所示，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都运行MSTP。为实现VLAN2～VLAN10和VLAN11～VLAN20的流量负载分担，MSTP引入了多实例。MSTP可设置VLAN映射表，把VLAN和生成树实例相关联。
图1 配置MSTP功能组网图
配置思路
采用以下思路配置MSTP功能：
在处于环形网络中的交换设备上配置MSTP基本功能。
配置保护功能，实现对设备或链路的保护。例如：在各实例的根桥设备指定端口配置根保护功能。
说明：
设备配置根保护功能后，如果根桥和备份根桥之间的链路down了，则配置根保护的端口状态会因为根保护功能生效直接变成discarding状态。
为了提高可靠性，建议根桥和备份根桥之间的链路绑定Eth-Trunk。
配置设备的二层转发功能。
操作步骤
配置MSTP基本功能
配置SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD到域名为RG1的域内，创建实例MSTI1和实例MSTI2
说明：
当两台交换设备的以下配置都相同时，这两台交换设备属于同一个MST域。
MST域的域名。
多生成树实例和VLAN的映射关系。
MST域的修订级别。
# 配置实例1的根桥SwitchA的MST域。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] stp region-configuration
[SwitchA-mst-region] region-name RG1 //配置域名为RG1。
[SwitchA-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10 //将VLAN 2至VLAN 10映射到实例1上。
[SwitchA-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20 //将VLAN 11至VLAN 20映射到实例2上。
[SwitchA-mst-region] active region-configuration //激活MST域的配置。
[SwitchA-mst-region] quit# 配置实例2的根桥SwitchB的MST域。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchB
[SwitchB] stp region-configuration
[SwitchB-mst-region] region-name RG1 //配置域名为RG1。
[SwitchB-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10 //将VLAN 2至VLAN 10映射到实例1上。
[SwitchB-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20 //将VLAN 11至VLAN 20映射到实例2上。
[SwitchB-mst-region] active region-configuration //激活MST域的配置。
[SwitchB-mst-region] quit# 配置接入交换机SwitchC的MST域。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchC
[SwitchC] stp region-configuration
[SwitchC-mst-region] region-name RG1 //配置域名为RG1。
[SwitchC-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10 //将VLAN 2至VLAN 10映射到实例1上。
[SwitchC-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20 //将VLAN 11至VLAN 20映射到实例2上。
[SwitchC-mst-region] active region-configuration //激活MST域的配置。
[SwitchC-mst-region] quit# 配置接入交换机SwitchD的MST域。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchD
[SwitchD] stp region-configuration
[SwitchD-mst-region] region-name RG1 //配置域名为RG1。
[SwitchD-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10 //将VLAN 2至VLAN 10映射到实例1上。
[SwitchD-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20 //将VLAN 11至VLAN 20映射到实例2上。
[SwitchD-mst-region] active region-configuration //激活MST域的配置。
[SwitchD-mst-region] quit在域RG1内，配置MSTI1与MSTI2的根桥与备份根桥
配置MSTI1的根桥与备份根桥
# 配置SwitchA为MSTI1的根桥。
[SwitchA] stp instance 1 root primary# 配置SwitchB为MSTI1的备份根桥。
[SwitchB] stp instance 1 root secondary配置MSTI2的根桥与备份根桥
# 配置SwitchB为MSTI2的根桥。
[SwitchB] stp instance 2 root primary# 配置SwitchA为MSTI2的备份根桥。
[SwitchA] stp instance 2 root secondary配置实例MSTI1和MSTI2中将要被阻塞端口的路径开销值大于缺省值
说明：
端口路径开销值取值范围由路径开销计算方法决定，这里选择使用华为计算方法为例，配置实例MSTI1和MSTI2中将被阻塞端口的路径开销值为20000。
同一网络内所有交换设备的端口路径开销应使用相同的计算方法。
# 配置实例1的根桥SwitchA的端口路径开销值的计算方法为华为计算方法。
[SwitchA] stp pathcost-standard legacy# 配置实例2的根桥SwitchB的端口路径开销计算方法为华为计算方法。
[SwitchB] stp pathcost-standard legacy# 配置接入交换机SwitchC的端口路径开销计算方法为华为计算方法，将端口GE1/0/2在实例MSTI2中的路径开销值配置为20000。
[SwitchC] stp pathcost-standard legacy
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] stp instance 2 cost 20000
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/2] quit# 配置接入交换机SwitchD的端口路径开销计算方法为华为计算方法，将端口GE1/0/2在实例MSTI1中的路径开销值配置为20000。
[SwitchD] stp pathcost-standard legacy
[SwitchD] interface gigabitethernet 1/0/2
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/2] stp instance 1 cost 20000
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/2] quit使能MSTP，实现破除环路
设备全局使能MSTP
# 在实例1的根桥SwitchA上启动MSTP。
[SwitchA] stp enable# 在实例2的根桥SwitchB上启动MSTP。
[SwitchB] stp enable# 在接入交换机SwitchC上启动MSTP。
[SwitchC] stp enable# 在接入交换机SwitchD上启动MSTP。
[SwitchD] stp enable将与终端相连的端口设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能
# 配置SwitchC端口GE1/0/1设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] stp edged-port enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] stp bpdu-filter enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] quit# 配置SwitchD端口GE1/0/1设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。
[SwitchD] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/1] stp edged-port enable
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/1] stp bpdu-filter enable
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/1] quit
配置保护功能，如在各实例的根桥设备的指定端口配置根保护功能
# 在实例1根桥SwitchA端口GE1/0/1上启动根保护。
[SwitchA] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] quit# 在实例2根桥SwitchB端口GE1/0/1上启动根保护。
[SwitchB] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1] stp root-protection
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1] quit
配置处于环网中的设备的二层转发功能
在交换设备SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD上创建VLAN2～20
# 在实例1的根桥SwitchA上创建VLAN2～20。
[SwitchA] vlan batch 2 to 20# 在实例2的根桥SwitchB上创建VLAN2～20。
[SwitchB] vlan batch 2 to 20# 在接入交换机SwitchC上创建VLAN2～20。
[SwitchC] vlan batch 2 to 20# 在接入交换机SwitchD上创建VLAN2～20。
[SwitchD] vlan batch 2 to 20将交换设备上接入环路中的端口加入VLAN
# 将实例1的根桥SwitchA端口GE1/0/1加入VLAN。
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