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通过配置交换机的网桥优先级来选择合适的根网桥, 使网络的整体稳定性提高 通过PVST的配置实现交换网络的负载分担 理解STP的工作原理 了解PVST与CST的区别 掌握PVST的配置命令 正确的配置上行速链路和端口 配置Ethernet Channel 2.1:STP(生成树协议)概述
2.1.1 交换机的工作原理
交换机通过学习数据帧中的源MAC地址生成交换机的MAC地址表,MAC地址表使一张MAC地址与交换机端口对应的列表。
交换机查看数据帧的目标MAC地址,根据MAC地址表转发数据。 如果交换机在类表中没有找到匹配项,则向除接收刀这个数据帧的端口以外的所有端口广播这个数据帧。 作用:STP协议不断掉物理环路,而是在逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生、 2.1.2 STP概述
STP叫做生成树协议,顾名思义,就是把一个环形结构改变成一个树形的结构。STP协议就是用来将物理上存在的环路的网络, 通过一种算法,在逻辑上断开一些端口,来生成一个逻辑上的树形结构。 2.2 STP工作原理
2.2.1 生成树算法
生成树协议运行生成树算法(STA).生成树算法很复杂,但是其过程可以归纳为以下3哥步骤: (1)选择根网桥(Root Bridge) (2)选择根端口(Root Ports) (3)选择指定端口(Designa Ptedorts) 1.选择根网桥 选择跟网桥的依据使网桥ID,网桥ID是一个8字节的字段,组成如图2.6所示,前2个字节的十进制数称为网桥优先级,后6哥字节使网桥的MAC地址。 网桥优先级是用于衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制数,取值范围为0~65535.默认值是32768. 网桥ID中的MAC地址是交换机的MAC地址之一,按照生成树算法中的定义,当比较某个STP参数的两个取值时,值小的优先级高。 2.选择根端口 选出了跟网桥之后。网络中的每台交换机必须和跟网桥建立某种关联,因此,STP将进行选择根端口的过程。 根端口存在于非跟网桥上,每个非根网桥上选择一个根端口。 选择端口的依据按照顺序依次是:
1-到根网桥最低的根路径成本 2-直连的网桥ID最小 3-端口ID最小 根路径成本是两个网桥间的路径上所有链路的成本之和,也就是某个网桥到达根网桥的中间所有链路的路径成本之和、 路径成本用来代表一条链路带宽的高低,一条链路的带宽越大,他传输数据的成本也就越低。 端口ID是一个2字节的STP参数。由一个字节的端口优先级和一个字节的端口编号组成。 端口优先级是一个可配置的STP参数,在基于IOS的交换机上,端口优先级到的十进制取值范围是0~255,默认值是128. 在STP选择端口的时候,首先比较交换机端口的根路径成本,根路径成本越低的为根端口。当根路径成本相同的时候, 比较连接的交换机的网桥ID值,选择网桥ID值小的座位 根端口;当网桥ID相同的时候,比较端口ID值,选择较小的作为根端口。 3.选择指定端口
选择完跟网桥和每台交换机的根端口后,一个树形结构已初步形成,但是。所有的链路仍连接在一起, 并可能都处于活动状态,最后导致形成环路。 为了消除桥回路形成的可能,STP进行最后的计算,在每一个网段上选择一个指定端口。选择制定端口的依据与根端口相同,按顺序有3个: (1)根路径成本较低 (2)所在的交换机的网桥ID的值较小 (3)端口ID的值最小 在STP选择指定端口的时候,首先比较同一网段上的端口中根路径成本最低的,也就是到达根网桥最近的端口作为指定端口; 当根路径成本相同的时候,比较这个端口所在的交换机的网桥ID值,选择一个网桥ID最小的交换机上的端口作为指定端口; 当网桥ID相同的时候,也就是说,有几个位于同一交换机上的端口,比较端口ID值,选择较小的作为指定端口。 另外,跟网桥上的接口都是指定端口,因为根网桥上端口的根路径成本为0. 2.2.2 BPDU
1.BPDU的两种类型 一种是配置BPDU,用于生成树计算。 一种是拓扑变更通告(Topology Change Notification,TCN)BPDU,用于通告网络拓扑的变化、 2.BPUD报文字段
BPUD包含的字段列在表2-2中,下面是BPDU几个关键字段作用的解释: 根网桥ID:由一个2字节优先级和一个6字节网桥MAC地址所组成,这个信息组合表明已经被选定为根网桥的设备标识。 根路径陈本:说明了这个BPDU从根网桥传输了多远,成本是多少。这个字段的值用来决定哪些端口将进行转发,哪些端口将被阻断、 发送网桥ID:这是发送该BPUD的网桥的优先级和网桥MAC地址组成, 端口ID:端口ID是由一个字节的端口优先级和一个字节的端口编号组成的, 计时器:计时器用于说明生成树用多长时间完成它的每项功能。这些功能包括报文老化时间、最大老化时间、访问时间和转发延迟。 3.STP利用BPDU选择根网桥的过程 根网桥的选择使一个持续反复进行的过程,踏每2s秒触发一次,检查BPDU的跟网桥ID是否发生了变化, 网络中是否又网桥ID值更低的交换机加入进来。 4.STP利用PUDU确定端口的根路径成本 前面已经说明,根路径成本值使通向跟网桥的所有链路的路径成本之和。在交换网络中,利用BPDU按下列方式确定一个根路径成本。 2.2.3 生成树端口的状态
Disabled(禁用)--由网络管理员设定或因网络故障使系统的端口处于Disabled状态,这个状态是比较特殊的状态, 它并不是端口正常的STP状态的一部分。 Blocking(阻塞)--在端口初始化,一个端口既不能接收或发送数据,也不能向他的地址表添加MAC地址,相反,
这样的一个端口仅允许接收BPDU报文,以便能侦听刀其他邻接交换机的信息。此外,选定指定端口后非指定端口也处于阻塞状态。 Listening(侦听)--如果一个交换机认为一个端口可选为根端口或指定端口,那么,他就把该端口Blocking状态变为Listening状态。
端口仍不能接受或发送数据帧。不过,为了使该端口加入生成树的拓扑过程,允许它接收或发送BPDU报文。由于该端口可以通过发送 BPDU报文给其他交换机通告该端口的信息,因此。这个端口最终肯能被允许成为一个根端口或指定端口。如果该端口失去根端口或指 定端口的地位,那么它将返回到Blocking状态。 Learning(学习)--一个端口在Listening状态下经过一段时间(称为转发延迟)后,将转为Learning状态。 该端口扔象从前一样发送和接收BPDU报文。不过。该交换机可以学习新的MAC地址,并将该地址添加到交换 机的地址列表中。正因为如此,才使得交换机可以默认一定的时间,处理有关地址表的信息、 Forwarding(转发)--在Learning状态下再经历一定的转发延迟时间,该端口转入到Forwarding状态。 在Forwarding状态,该端口既可以发送和接收数据帧,也可以收集MAC地址加入到它的地址表,还可以发送和接收BPDU报文。 在生成树拓扑中,该端口至此才成为一个全功能的交换机端口。 2.2.4 生成树计时器
SPT利用3种计时方法来确保一个网络正确的收剑。现将STP计时器及它们的默认值描述如下: Hello时间:网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔。 转发延迟:一个交换机端口在 Listening(侦听)和 Learning(学习)状态所花费的时间间隔。它的默认值各为15s. 最大老化时间:交换机在丢弃BPDU报文之前存储它所用的时间。 从阻塞到侦听(20s) 从侦听到学习(15s) 从学习刀转发(15s) 2.3 PVST的配置
STP: CST---SW为基础 PVST--SW和VLAN为基础 PVST+ ----用来连接PVST和CST区域 1.PVST配置的意义 利用PVST实现网络的负载分担。 配置上行速链路,实现备份的上行链路快读恢复。 配置速端口,使连接终端的端口快速进入到转发状态。 2.PVST配置命令 启用生成树的命令:switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list 配置根网桥的命令: switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list root primary secondary 修改网桥由县级的命令: switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority 修改端口成本: switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list cost cost 修改端口优先级: switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority 配置上行速链路: switch(config) #spanning-tree uplinkfast 配置速端口: switch(config-if) #spanning-tree portfast 3.PVST配置的查看
(1)查看生成树的配置 switch#show spanning-tree (2)查看某个VLAN的生成树详细信息 switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail 2.4 EthernetChannel(以太网通管)
1.什么是EthernetChannel(以太网通管) EthernetChannel通过捆绑多条以太链路来提高链路带宽,并运行一种机制,将多个以太网端口捆绑成一条逻辑链路。 以太网通道醉倒可以捆绑8条物理连路,其中物理链路可以是双绞线的,也可以是光纤连接的。 以太网通道的要求: 参与捆绑的端口必须属于同一个VLAN。
如果端口配置的是中继模式,那么,应该在链路两端将通道中的所有端口配置成相同的中继模式。 所有参与捆绑的端口的物理参数设置必须相同,应该有同样的速度和全/半双工模式设置。 2.以太网通道的配置 switch(config)# interface range fastEthernet 0/1 - 2 switch(config-if-range) #channel-group 1 mode on 注:
带宽与路径成本: 10M=100 100M=19 1000M=4 网桥优先级:范围0-65535 缺省:32768 端口优先级:范围0-255 缺省:128
配置 primary后优先级为:24576
配置 secondary后优先级为:28672 |
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