CISCO交换机STP详细说明及配置
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CISCO交换机STP详细说明及配置一、STP概述STP(生成树协议)是一个二层管理协议。
在一个扩展的局域网中参与STP的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元bpdu(bridge protocol data unit)来实现;为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥;为每个交换网段选择一台指定交换机;将冗余路径上的交换机置为blocking,来消除网络中的环路。
IEEE 802.1d是最早关于STP的标准,它提供了网络的动态冗余切换机制。
STP 使您能在网络设计中部署备份线路,并且保证:* 在主线路正常工作时,备份线路是关闭的。
* 当主线路出现故障时自动使能备份线路,切换数据流。
rSTP(rapid spanning tree protocol)是STP的扩展,其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制,能够实现网络拓扑的快速转换。
1.1 设置STP模式使用命令config spanning-tree mode可以设置STP模式为802.1d STP或者802.1w rSTP.1.2 配置STP交换机中默认存在一个default STP域。
多域STP是扩展的802.1d,它允许在同一台交换设备上同时存在多个STP域,各个STP域都按照802.1d运行,各域之间互不影响。
它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境,基本实现在vlan中计算生成树。
1.2.1 创建或删除STP利用命令create STPd和delete STPd可以创建或删除STP.缺省的default STP域不能手工创建和删除。
1.2.2 使能或关闭STP交换机中STP缺省状态是关闭的。
利用命令config STPd可以使能或关闭STP.1.2.3 使能或关闭指定STP的端口交换机中所有端口默认都是参与STP计算的。
使用命令config STPd port可以使能或关闭指定的STP端口。
1.2.4 配置STP的参数运行某个指定STP的STP协议后,可以根据具体的网络结构调整该STP的一些参数。
交换机中可以调整以下的STP协议参数:* bridge priority* hello time* forward delay* max age另外每个端口上可以调整以下参数:* path cost* port priority表1-1 配置STP参数的常用命令1.2.5 显示STP状态利用命令show STPd可以查看STP的状态,包括:* bridgeid* root bridgeid* STP的各种配置的参数利用命令show STPd port可以显示端口的STP状态,包括:* 端口状态* designated port* 端口的各种配置参数在缺省的CISCO STP模式中,每个VLAN定义一个STP.IEEE802.1Q标准是在整个交换VLAN网络中使用一个STP,但并不排除在每个VLAN中实现STP.1 VLAN与生成树的关系>IEEE通用生成树(CST)>CISCO PER VLAN生成树(PVST)>带CST的CISCO PER VLAN生成树(PVST+)CST是IEEE解决运行虚拟局域网VLAN生成树的方法。
CST定义,整个第2层交换网络所有实现了的VLAN,仅使用一个生成树实例。
这个生成树实例运行在整个交换局域网上。
PVST是解决在虚拟局域网上处理生成树的CISCO特有解决方案。
PVST为每个虚拟局域网运行单独的生成树实例。
一般情况下PVST要求在交换机之间的中继链路上运行CISCO的ISL.PVST+是CISCO解决在虚拟局域网上处理生成树问题的另一个方案。
PVST+允许CST信息传给PVST,以便与其他厂商在VLAN上运行生成树的实现方法进行操作。
2 按VLAN生成树(PVST)为每个VLAN建立一个独立的生成树实例(PVST)。
生成树算法计算整个交换型网络的最佳无环路径。
PVST的优点:>生成树拓扑结构的总体规模减少。
>改进了生成树的扩展性,并减少了收敛时间。
>提供更快的收敛恢复能力和更高的可靠性。
PVST的缺点:>为了维护针对每个VLAN而生成的生树,交换机的利用率会更高>为了支持各个VLAN的BPDU,需要占用更多的TRUNK链路带宽生成树仅可运行在64个VLAN上。
3 公共生成树(CST)CST是IEEE在虚拟局域网上处理生成树的特有方法,这是一种VLAN解决方案,称为单一或者公共生成树。
生成树协议运行在VLAN1即缺省的VLAN上。
所有的交换机都举出同一个根网桥,并建立与该根网桥的关系。
公共生成树不能针对每个VLAN来优化根网桥的位置。
公共生成树优点:>最小数量的BPDU通信,带宽占用少。
>交换机负载保持最小。
公共生成树的缺点如下:>只用一个根网桥,这不能为所有的VLAN做到网桥的优化放置,导致对某些设备来说可能存在次优化路径。
>为包括交换架构中的所有端口,生成树的拓扑结构较大,这就会导致较长的收敛时间和更频繁的重新配置。
4 增强型的按VLAN生成树(PVST+)PVST+有以下特征:>它是CISCO发展的,可以与802.1Q公共生成树(CST)互操作。
>通过ISL中继,PVST+与现存的CISCO交换机PVST协议向后兼容,同时,PVST +也通过802.1Q中继与CST连接互操作。
>如果PVST区域和CST区域之间要互操作,一定要通过PVST+区域。
二生成树配置生成树配置涉及下面一些任务:>选举和维护一个根网桥。
>通过配置一些生成树的参数来优化生成树。
(如端口优先级端口成本)>通过配置上行链路来减少生成树的收敛时间。
2950交换机上生成树的缺省配置:>STP启用:缺省情况下VLAN1启用>STP模式:PVST+>交换机优先级:32768>STP端口优先级:128>STP路径成本:1000M:4 100M:19 10M:100>STP VLAN端口成本:(同上)>STP计时器:HELLO时间:2秒转发延迟:15秒最大老化时间:20秒1 启用生成树:switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list步骤:switch#c onfig tswitch(config)# spanning-tree vlan 10switch(config)#endswitch#show spanning-tree summary/detailsummary摘要detail详细Bridge Identifier has priority 8912,address 0006.eb06.1741 (本地交换机网桥ID)desigated root has priority 8912,address 0006.eb06.1741 (根网桥ID)designated port is 7,path cost 0 (路径成本)times: hold1, topology change 35, notification 2hello 2, max age 20, forward delay 15 (根计时器)2 人为建立根网桥在生成树网络中,最重要的事情就是决定根网桥的位置。
可以让交换机自己根据一定的原则来选择根网桥以及备份或从(secondary)根网桥,也可使用命令人为指定根网桥。
PS:不要将接入层的交换机配置为根网桥。
STP根网桥通常是汇聚层或者核心层的交换机。
通过命令直接建立根网桥:spanning-tree vlan vlan-id root primary (网桥优先级被置为24576)步骤:switch#c onfig terminalswitch(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primary dianmeter net-diameter hello-time sec为VLAN配置根网桥、网络半径以及HELLO间隔ROOT关键字:指定这台交换机为根网桥diameter netdianmeter:该关键字指定在末端口主机任意两点之间的网段的最大数量。
net-diameter的值是2-7.这个直径应该从根网桥开始计算,根网桥是1switch(config)#endswitch#show spanning-tree vlan vlan-id detail让交换机返回缺省的配置,可以使用如下命令:no spanstree vlan vlan-id root2>修改网桥的优先级别:多数情况下做如下配置:spanning -tree vlan vlan-id root primary (主ROOT网桥优先级被置为24576)spanning-tree vlan vlan-id root secondary(备份ROOT网桥优先级被置为28672)修改网桥优先级:spanning-tree vlan vlan-id priority bridge-priority3 确定到根网桥的路径生成树协议依次用BPDU中这些不同域来确定根网桥的最佳路径:>根路径成本(ROOT PATH COST)>发送网桥ID(BRIDGE ID)>发送端口ID(PORT ID)从端口发出BPDU时,它会被施加一个端口成本,所有端口成本的总和就是根路径成本。
生成树首先查看根路径成本,以确定哪些端口应该转发,哪些端口应该阻塞。
报告最低路径成本的端口被选为转发端口。
如果对多个端口来说,其中根路径成本相同,那么,生成树将查看网桥ID.报告有最低网桥ID的BPDU端口被允许进行转发,而其他所有端口被阻断。
如果路径成本和发送网桥ID都相同(如在平行链路中),生成树将查看发送端口ID.端口ID值小的优先级高,将作为转发端口。
4 修改端口成本如果想要改变某台交换机和根网桥之间的数据通路,就要仔细计算当前的路径成本,然后,改变所希望路径的端口成本。
我们可以更改交换机端口的成本,端口成本更低的端口更容易被选为转发帧的端口。
spanning-tree vlan vlan-id cost costno spanning-tree vlan vlan-id cost(恢复默认成本)配置步骤:>1 config terminal 进入配置状态>2 interface interface-id 进入端口配置界面>3 spanning-tree vlan vlan-id cost cost值为某个VLAN配置端口成本>4 end>5 show spanning-tree interface interface-id detail 查看配置>6 write5 修改端口优先级在根路径成本和发送网桥ID都相同的情况下,有最低优先级的端口将为vlan 转发数据帧。
对应基于CLI的命令的交换机,可能的端口优先级别范围为0~63,缺省为32.基于IOS的交换机端口的优先级别范围是0~255,缺省为128.spanning-tree vlan vlan-id port-priority priority值no spanning-tree vlan vlan-id port-priority1>config terminal (进入配置模式)2>interface interface-id (进入端口配置模式)3> spanning-tree vlan vlan-id port-priority 值4> end5>show spanning-tree interface interface-id detail6>write6 修改生成树计时器使用缺省的STP计时器配置,从一条链路失效到另一条接替,需要花费50秒。