三种生成树（STP,RSTP,MSTP)的基本配置（自我理解）

news2024/11/24 6:19:44

目录

一、为什么要使用生成树（STP)：

二、由于设备冗余而导致的问题：

广播风暴：

三、802.1D生成树基本配置

四、802.1D生成树实验

实验拓扑：

实验配置：

配置完成后，在SW8上观察现象：

从中我们可以总结：

拓展知识：

 实验思路：

一、修改RID

二、修改RPC达到选取根端口的目的（RPC即路径开销，修改时需要在交换机入接口进行修改）

 三、修改BID：

四、修改PID：

配置：

五、RSTP

 为什么要使用RSTP？

本次实验使用两个拓扑来解释RSTP：

一、利用简单的拓扑解释RSTP：

实验配置： 

六、利用802.1D生成树中的拓扑来实现MSTP的功能：

实验配置：

六、MSTP

使用原因：

配置完成后，在SW3上查看实例1和实例2的生成树表：

一、为什么要使用生成树（STP)：

  • 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）。
  • 随着局域网规模的不断扩大，越来越多的交换机被用来实现主机之间的互连。如图，接入层交换机 单链路上联，则存在单链路故障，也就是如果这根上联链路发生故障，交换机下联用户就断网了。 另一个问题的单点故障，也就是交换机如果宕机，交换机下联用户也就断网了。
  • 为了解决此类问题，交换机在互连时一般都会使用冗余链路来实现备份。冗余链路虽然增强了网络 的可靠性，但是也会产生环路，而环路会带来一系列的问题，继而导致通信质量下降和通信业务中 断等问题。

二、由于设备冗余而导致的问题：

广播风暴：

由于物理之间的备份，在SW3收到来自外界的信号后，会进行洪范，向SW1和SW2进行洪范，且因为交换机中没有类似于TTL值的参数，会导致该广播包一直在交换机中洪范，形成广播风暴及mac地址飘逸。最终结果使整个网络资源被消耗殆尽，网络瘫痪不可用。

三、802.1D生成树基本配置


1. 配置生成树工作模式
[Huawei] stp mode { stp | rstp | mstp }
交换机支持STP、RSTP和MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）三种生成树工作模式，默认情况工
作在MSTP模式。

2. （可选）配置根桥
[Huawei] stp root primary
配置当前设备为根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的根桥。配置后该设备优先级数值自动为
0，并且不能更改设备优先级

3. （可选）备份根桥
[Huawei] stp root secondary
配置当前交换机为备份根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的备份根桥。配置后该设备优先级
数值为4096，并且不能更改设备优先级。

4. （可选）配置交换机的STP优先级
[Huawei] stp priority priority
缺省情况下，交换机的优先级取值是32768。

5. （可选）配置接口路径开销
[Huawei] stp pathcost**-standard** { dot1d-1998 | dot1t | legacy }
配置接口路径开销计算方法。缺省情况下，路径开销值的计算方法为IEEE 802.1t（dot1t）标准方法。
同一网络内所有交换机的接口路径开销应使用相同的计算方法。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stp cost cost
设置当前接口的路径开销值。

6. （可选）配置接口优先级
[Huawei-intf] stp priority priority
配置接口的优先级。缺省情况下，交换机接口的优先级取值是128。

7. 启用STP/RSTP/MSTP
[Huawei] stp enable
使能交换机的STP/RSTP/MSTP功能。缺省情况下，设备的STP/RSTP/MSTP功能处于启用状态。
RSTP
interface g0/0/1
undo stp enable //接口下关闭生成树，此接口不参与生成树构建
port-group group-member g0/0/1 to g0/0/4 //接口组配置，可以把相同配置的接口一次性配置
完毕

四、802.1D生成树实验

实验拓扑：

 我们选取SVI的实验来进行总结生成树中的知识：

其中LSW2和LS8是汇聚层的交换机，两者之间互相连线实现设备和线路冗余，而LSW4和LS5则s是接入层交换机，实现终端的接入。

实验配置：

SW2:

#
sysname sw2
#
vlan batch 10 200 300 400                    #创建vlan
#
stp mode stp                                 #生成树模式变更为stp
stp instance 0 root primary                  #配置当前设备为根桥。配置后该设备优先级数值自动                                
                                              为0，并且不能更改设备优先级。

#
interface Vlanif10
 ip address 192.168.0.1 255.255.255.252
 ospf network-type p2p
#
interface Vlanif200
 ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
 dhcp select interface
#
interface Vlanif300
 ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
 dhcp select interface
#
interface Vlanif400
 ip address 192.168.40.1 255.255.255.0
 dhcp select interface
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 10
 stp disable
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/5
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200 300 400
 stp instance 0 port priority 0

SW8:

#
sysname sw8
#
stp mode stp
stp instance 0 root secondary                    # 配置当前交换机为备份根桥。

#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200 300 400
 stp instance 0 cost 1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200 300 400
 stp instance 0 cost 1
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 stp disable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 300 400

SW4:

sysname sw4
#
vlan batch 200
#
stp mode stp
#
cluster enable
ntdp enable
ndp enable
#
drop illegal-mac alarm
#
diffserv domain default
#
drop-profile default
#
aaa
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default
 domain default_admin
 local-user admin password simple admin
 local-user admin service-type http
#
interface Vlanif1
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type access
 port default vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type access
 port default vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 200

SW5:

#
sysname sw5
#
vlan batch 300 400
#
stp mode stp
#
cluster enable
ntdp enable
ndp enable
#
drop illegal-mac alarm
#
diffserv domain default
#
drop-profile default
#
aaa
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default
 domain default_admin
 local-user admin password simple admin
 local-user admin service-type http
#
interface Vlanif1
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type access
 port default vlan 300
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type access
 port default vlan 400
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 300 400
#

配置完成后，在SW8上观察现象：

  • 由于实验设置SW2交换机是根网桥，所以只有SW2在配置完成后发送BPDU，其他交换机在之后只进行选取根端口。
  • 从图中我们可以发现G0/0/1是根接口。而G0/0/2则是阻塞端口，DISCARDING代表阻塞状态。

从中我们可以总结：

  • DESI则代表指定端口，结束后状态归为转发状态（从一开始down到listening到learning到forwarding）
  • listening状态代表已经选取完根网桥，当接口处于该状态时，STP初步认定该接口为根接口或指定接口，但接口依然处于STP计算的过程中，此时接口可以收发BPDU，但是不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习。
  • leaning状态代表当接口处于该状态时，会侦听业务数据帧（但是不能转发业务数据帧），并且在收到业务数据帧后进行MAC地址学习。
  • forwarding状态代表处于该状态的接口可以正常地收发业务数据帧，也会进行BPDU处理。接口的 角色需是根接口或指定接口才能进入转发状态。

拓展知识：

若想将SW8上的跟接口修改为g0/0/2，只需要进行简单的配置即可。
下述图是BPDU（桥协议数据单元）的报文格式，我们可以修改底下的参数，到达修改根端口的效果。

 实验思路：

一、修改RID

由于Root ID 均为SW2，所以修改SW2无法到达选取根接口的目的。（Root ID是由优先级+MAC地址得到）

二、修改RPC达到选取根端口的目的（RPC即路径开销，修改时需要在交换机入接口进行修改）

我们先在g0/0/1的接口查看stp的具体参数，不难发现一开始RPC值为20000，所以我们进行修改。所以我们可以修改RPC值为1，越小越优，从而导致根接口为g/0/0/2。 

 实验配置：

interface GigabitEthernet0/0/2
stp instance 0 cost 1

查询根接口：

 三、修改BID：

由于BID（桥ID）也是MAC地址+优先级计算出值，但因为SW8到达SW2的路径是一样的，故MAC地址是一样的，所以修改优先级无法达成实验效果，故通过BID无法到达选取效果。

四、修改PID：

由于PID（Port ID）是接口号＋优先级计算出值，由于接口号不同，所以只需修改优先级便可完成实验需求。

 从LW8上截图我们可以发现优先级是128（或128的倍数），只需要在LSW2上修改优先级即可达成实验要求。（优先级在根网桥上进行，RPC在根端口上进行）

配置：

SW2:
stp instance 0 port priority 0

从SW8上查看根接口：

 此时，G0/0/2为根接口。

五、RSTP

 为什么要使用RSTP？

解释：

  • STP协议虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛慢，影响了用户通信质量。如果网络中的 拓扑结构频繁变化，网络也会随之频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断，这是用户无法忍 受的。
  • STP没有细致区分接口状态和接口角色，不利于初学者学习及部署。
  • 网络协议的优劣往往取决于协议是否对各种情况加以细致区分。
  • 从用户角度来讲，Listening、Learning和Blocking状态并没有区别，都同样不转发用户流 量。 从使用和配置角度来讲，接口之间最本质的区别并不在于接口状态，而是在于接口扮演的角 色。
  • 根接口和指定接口可以都处于Listening状态，也可能都处于Forwarding状态。
  • STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢。
  • STP算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备进行处理，传遍整个STP 网络。这也是导致拓扑收敛

本次实验使用两个拓扑来解释RSTP：

一、利用简单的拓扑解释RSTP：

实验拓扑：

实验配置： 

SW1（其余两台设备配置与其相同）：

stp mode rstp

SW2：

stp instance 0 root primary            #设置其优先级为0.默认该设备为根桥。

SW3:

stp instance 0 root secondary             #设置优先级为4096，默认为根桥的备份

此时，我们查看SW1，SW2，SW3上的生成树：

SW1：

一个接口角色为ALTE，代表他是根接口的备份。状态时DISCARDING（即不转发数据也不学习mac地址，在802.1D生成树中，disabled，blocking，listening都与其一样）

SW3：

 一个接口角色为ALTE，代表他是根接口的备份。而一个接口为BACK，此为desigenation（即指定端口）的备份，这是因为SW3为根网桥备份，所以G0/0/2的接口此时为角色。而其余接口状态均为forwarding（即转发）。

六、利用802.1D生成树中的拓扑来实现MSTP的功能：

实验拓扑： 

 

实验配置：

SW8：

<sw8>
#
stp mode rstp                                   #修改生成树类型为rstp
stp instance 0 root secondary
#
 stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/5
 stp root-protection                            #根保护，目的是防止外来接入设备而导致的生成    
                                                 树动荡

#interface GigabitEthernet0/0/2                 
 stp tc-protection 
#tc保护，tc本身是生成树创造出来为了应付拓扑变更而设置的，即tcn。而如果被恶意用户侵占，伪造大量TC置位的RST BPDU并向外发送。SW2收到这些RST BPDU后，会频繁执行MAC地址表项的删 除操作形成巨大负担。（从某个接口收到tc消息，将会删除该接口的mac地址）。

SW4：

<sw4>
#
stp mode rstp                            #修改生成树类型rstp
stp bpdu-protection                      #开启bpdu保护，是防止边缘端口中有恶意攻击交换设备，交        
                                          换设备会自动将边缘端口设置为非边缘端口，并重新进行生                                         
                                          成树计算，从而引起网络震荡。 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 stp edged-port enable                   #开启边缘端口，让下游的终端接口不参与生成树计算。   

#
interface GigabitEthernet0/0/4
 stp loop-protection                     #开启环路保护，主要目的是为了防止光纤的的单向链路故障        
                                          或链路堵塞而导致的成环问题。

六、MSTP

使用原因：

STP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但在划分VLAN的网络中RSTP/STP，局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，被阻塞后的链路将不承载任何流量,无法在 VLAN间实现数据流量的负载均衡，导致链路带宽利用率、设备资源利用率较低。故诞生了MSTP。

实验拓扑：

 SW1：

#
vlan batch 2 to 5                             #创建VLAN    

#
stp instance 1 root primary                   #将此交换机设置为实例1的主根
stp instance 2 root secondary                 #将此交换机设置为实例2的备份根
#
stp region-configuration                      #进入MSTP域视图   
 region-name nnn                              #每个域中的MSTP名字应一样
 instance 1 vlan 2 to 3                       #将vlan2 3 划分到 实例1 中 域中每个路由器配置            
                                               相同
 instance 2 vlan 4 to 5
 active region-configuration                  #启动MSTP域
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp root-protection                        #根保护

SW2： 

#
vlan batch 2 to 5
#
stp instance 1 root secondary                #与SW1配置相同
stp instance 2 root primary
#
stp region-configuration                     #整个域配置相同
 region-name nnn
 instance 1 vlan 2 to 3
 instance 2 vlan 4 to 5
 active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp root-protection

SW3：

#
vlan batch 2 to 5
#
stp bpdu-protection                            #设置BPDU保护，防止边缘端口出问题
#
stp region-configuration
 region-name nnn
 instance 1 vlan 2 to 3
 instance 2 vlan 4 to 5
 active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp loop-protection                           #设置环路保护
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type access
 port default vlan 2
 stp edged-port enable                         #设置边缘端口
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type access
 port default vlan 3
 stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
 port link-type access
 port default vlan 4
 stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/6
 port link-type access
 port default vlan 5
 stp edged-port enable

SW4：

 <A2>dis cur	
<A2>dis current-configuration 
#
sysname A2
#
vlan batch 2 to 5
#
stp bpdu-protection
#
stp region-configuration
 region-name nnn
 instance 1 vlan 2 to 3
 instance 2 vlan 4 to 5
 active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port link-type trunk
 undo port trunk allow-pass vlan 1
 port trunk allow-pass vlan 2 to 5
 stp loop-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 port link-type access
 port default vlan 2
 stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/4
 port link-type access
 port default vlan 3
 stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
 port link-type access
 port default vlan 4
 stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/6
 port link-type access
 port default vlan 5
 stp edged-port enable

配置完成后，在SW3上查看实例1和实例2的生成树表：

instance1：



instance2： 

此刻，由于instance1 的存在，vlan 2 3 的流量走g0/0/1 接口，而vlan 4 5 的流量走g0/0/2接口。

至此，MSTP结束。

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文章目录 如果同时存在 log4j2-test.xml 和 log4j2.xml 文件 那么默认先加载 log4j2-test.xml&#xff0c;而不是log4j2.xml 官方文档介绍&#xff1a;https://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/configuration.html 以下内容来自官方文档翻译&#xff1a; Log4j 2 的配置…
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淘宝商品详情采集接口item_get-获得淘宝商品详情（可高并发线程）

淘宝商品详情采集接口item_get-获得淘宝商品详情（可高并发线程）

获得淘宝商品详情页面数据采集如下&#xff1a; taobao.item_get 公共参数 名称类型必须描述keyString是调用key&#xff08;必须以GET方式拼接在URL中&#xff09;注册key账号接入secretString是调用密钥api_nameString是API接口名称&#xff08;包括在请求地址中&#xff0…
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动手学深度学习—深度卷积神经网络AlexNet（代码详解）

动手学深度学习—深度卷积神经网络AlexNet（代码详解）

AlexNet 1. 学习表征1.1 缺少的成分&#xff1a;数据1.2 缺少的成分&#xff1a;硬件 2. AlexNet2.1 模型设计2.2 激活函数2.3 容量控制和预处理 3. 读取数据集4. 训练AlexNet ImageNet classification with deep convolutional neural networks 原文链接&#xff1a;https://d…
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尚品汇项目（Day1）

尚品汇项目（Day1）

项目结构介绍 vue-cli 脚手架初始化项目 node webpack 淘宝镜像 node_modules文件夹&#xff1a;项目依赖文件夹 public文件夹&#xff1a;一般放置静态资源&#xff08;图片&#xff09;&#xff0c;需要注意&#xff1a;放在public文件夹中的静态资源&#xff0c;webpac…
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套接字属性设置

套接字属性设置

基本概念 设置套接字的选项对套接字进行控制除了设置选项外&#xff0c;还可以获取选项选项的概念相当于属性&#xff0c;所以套接字选项也可说是套接字属性有些选项&#xff08;属性&#xff09;只可获取&#xff0c;不可设置有些选项既可设置也可获取 选项级别 SOL_SOCKET的…
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功能性需求与非功能性需求的区别

功能性需求与非功能性需求的区别

如果你曾经负责过软件项目开展的全过程&#xff0c;就会知道需求定义在项目后期的重要性。清晰、明确的需求定义不仅有助于有效地管理客户期望&#xff0c;也有助于指导项目的顺利开展。 在项目前期阶段&#xff0c;如果需求定义不清晰&#xff0c;就会导致项目范围和成果定义…
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Prompt-“设计提示模板：用更少数据实现预训练模型的卓越表现，助力Few-Shot和Zero-Shot任务”

Prompt-“设计提示模板：用更少数据实现预训练模型的卓越表现，助力Few-Shot和Zero-Shot任务”

Prompt任务&#xff08;Prompt Tasks&#xff09; 通过设计提示&#xff08;prompt&#xff09;模板&#xff0c;实现使用更少量的数据在预训练模型&#xff08;Pretrained Model&#xff09;上得到更好的效果&#xff0c;多用于&#xff1a;Few-Shot&#xff0c;Zero-Shot 等…
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java.net.UnknownHostException 解决方法

java.net.UnknownHostException 解决方法

原文链接&#xff1a;https://blog.csdn.net/qq_39390545/article/details/108755289 以下为复盘这里笔记 一般原因 1.服务器没网&#xff0c;调不到公网域名&#xff0c;无法解析出IP&#xff0c;从而无法识别host&#xff0c;导致无法连接&#xff1b; 2.网络端口映射做了…
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最长有效括号——力扣32

最长有效括号——力扣32

int longestValidParentheses(string s){int res=0, n=s.size();int left=0
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