CCNP學習筆記14-交換部分---STP

STP分類 

IEEE	CISCO
802.1D STP 收斂30-50s	PVST(ISL only)；PVST+(ISL & 802.1Q)
802.1W Rapid-STP 收斂 1s之內	rapid-PVST
802.1s mst	MIST/MST

                              802.1D STP===========PVST+(ISL & 802.1Q)

                             收斂緩慢                 收斂緩慢

                           基於交換機                 基於 vlan

       （冗餘鏈路被切斷，防環同時形成兩份鏈路）    （配置不一樣vlan走不一樣鏈路，防環且不浪費）

- 802.1W Rapid-STP與rapid-PVST區別是基於交換機和基於vlan的

當交換機vlan數量巨大時，基於vlan的生成樹就會對應增多，更新bpdu（2s刷新）時就佔用大量交換機資源；

MST，就是將多個vlan劃分爲一個實例，一個實例對應一棵樹，從而防環同時，減小更新bpdu

BPDU  

    兩種 1，配置BPDU 

         2，TCN 拓撲發生改變時使用

Protocol ID: 保留，老是0

version：802.1d=0 ;802.1w ;802.1s

message type: 配合版本=0；TCN = 80。TCN報文最後只到這裏，flag之後的字段都是針對配置報文

FLAG : 802.1d使用flag的第一和最後兩位

root ID: 根標識

cost path：開銷，用來決定block哪一個端口

bridge ID：惟一標示一臺交換機，用來選舉根

port ID：惟一標示交換機一個端口   

message age:

max age : 20s刷新

hello time：2s 刷新

forward delay:15s

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STP四大流程 

1，選根口（整個網選一個）

2，選根端口（從全部非跟橋選，每臺有一個）

3，選指定端口（每一個鏈路有一個）

4，blok剩下的口

根橋選舉：

    根據 bridge ID （優選小的）

bride priority 2byte

MAC address 5byte

    cisco bridge ID

bridge priority 4bit 範圍0-15 默認=8

extend systemID 12bit區分vlan

48bit MAC

   上面結構 優先級可變可是vlan號不能變，因此整個以4096倍數增長 2~12=4096，因bride priority默認=8，全部整個默認=32768

     0     0

     1     4097

     .      .

     8     32768

實際工程中不會讓設備本身選舉根，都要人爲設置 

    全局下：spanning-tree vlan 1 root primary 設置這臺交換機爲根

    全局下：spanning-tree vlan 1 root secondary 設置這臺交換機爲備份根

    全局下：spanning-tree vlan 1 primary xx=4096倍數 設置優先級

    

選舉根端口：  

    1，最小的根網橋的ID(root ID,也是個bride ID)

    2，到根網橋最下的cost

    3，最小的發送方brideID

    4，最小的發送方portID

    5，最小的接收方的portID

STP 端口的狀態種類

    

端口狀態	端口能力
desabled	不發生任何報文
blocking	不接收或轉發數據，接收但不發送BPDU，不進行地址學習
listening	不接收或轉發數據，接收併發送BPDU，不進行地址學習
learning	不接收或轉發數據，接收發送BPDU，開始MAC地址學習cam
forwarding	接收並轉發數據，接收併發送BPDU,進行地址學習

TCN 

做用：通知根橋拓撲發生變化，觸發根橋通知全網拓撲變化

上圖，SW4-SW7斷開時，SW4會想根發送BPDU，同時SW2會將flag字段最後一位置1,使用配置版本BPDU做爲確認回覆SW4。而後SW2繼續發送給根，根回覆確認給SW2。

根收到SW4 SW7斷開的信息後，將FLAG字段第一位置1，發送給全部交換機通知，拓撲改變，收到該BPDU的交換機將mac表存活時間300s置爲15s加速老化時間，以加快更新。

STP收斂：直連鏈路收斂 30s 

            直連斷開，接口立刻down掉，立刻把原來block的up，接口down掉，同時BPDU立刻                     老化；被up的block口經歷listen 15s-》learn 15s 開始forward

         非直連鏈路收斂 50s

            非直連斷開，可是接口依然UP的，不會2s收到更新的BPDU,可是原來的BPDU依然存在，在               經歷20s老化時間後，纔會消失，此時，接口down掉，up被block的端口，而後listen                 15s-》learn 15s而後forward

           不重要鏈路的收斂 

上圖，最下PC 鏈接交換機的端口，up down都會使SWC 發送TCP給根，致使全網的MAC表老化時間從300->15s，使得終端接口的變化擾亂全網交換機的MAC表。

######### 使用portfast解決： ###########

    portfast配置在交換機鏈接終端設備（例如PC）的接口上,不要配置在交換機之間。

    做用：1，配置portfast後，不會觸發交換機發送TCN 報文，從而不會致使全網MAC表的重複收斂。

          2，接口在從down->up不會經歷 listen和learn，而知之間forward，節省30s轉發延時

    配置（2種方法）

        1，接口下--只有access 口才生效，因此不會影響交換機之間的接口

            int f0/1

                spanning-tree portfast

        2, 全局下--只有access 口才生效，因此不會影響交換機之間的接口

            spanning-tree portfast default

        查看

            show spanning-tree int f0/1 portfast

######  uplinkfast ########

用於當有兩條鏈路到根的時候  

如圖。A有兩條去往根D1的鏈路，在A上配置uplinkfast，當A根端口down掉，A的block口不會等待30s，而會之間forward

注意：配置uplinkfast後，該交換機必定不能是transit交換機，只能是做爲接入層的交換機使用。

       因此配置uplinkfast後，該交換機優先級自動升爲高於缺省值，確保不會成爲根

       同時該交換機的全部端口的 cost 都會增長3000.確保該交換機的端口不會成爲指定端口

實驗：

SW1爲根 spanning-tree root primary

SW2爲備份根 spanning-tree root secondary

全部SW3的 f0/2被 block

SW3：全局下 spanning-tree uplinkfast

            sho spann uplinkfast

此時down掉f0/1，無需等30s，f0/2立刻forward

可是 f0/2 no shut後 要經歷30s延時，才能恢復F0/1up

擴展理解uplinkfast:

    上圖，SW3配置uplinkfast後，本地接口是會立刻forward，可是SW2會經歷 15s的mac表老化時間，因此仍是不會立刻通訊，可是uplinkfast會以本地源MCA多播給其餘交換機，加快刷新mac表，能夠手動設置

    全局下 spanning-tree uplinkfast max-update-rate 1000 （每秒發送1000個mac）

    根據本身mac表中的mac數量，實際而定。

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backbone fast  

做用：上圖，R爲根，S的一個口被block,當R B之間斷開，S要經歷50s才能up.使用backbone能夠節省30s

過程：R B斷開後，S會收到B的次優BPDU，S向R發送RLQ，根收到後會向S回覆RLQ表示根仍是無缺的，而後S告訴B根仍是好的，B就會贊成，並把端口變爲根端口，S經歷30s UP

 

配置，上圖要配置在R和S上，三臺都配置也能夠

    全局下，spanning-tree backbonefast