本文講述了思科認證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡通信原理及配置。分享給大家供大家參考，具體如下：

思科認證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡通信原理及配置詳解

STP由來

最開始的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，PC之間的互通鏈路只有一條單一的鏈路，隨著網(wǎng)絡的不斷擴大，單一的鏈路壓力也來越大，任何一個設備或鏈路出現(xiàn)問題，PC之間都會無法通信

為了避免無法通信問題，往往會在交換機之間增加冗余/備份鏈路來保證PC之間的通信。

數(shù)據(jù)環(huán)路導致廣播風暴

每條鏈路都是互通的

交換機收到無法識別的數(shù)據(jù)幀后進行廣播，

數(shù)據(jù)環(huán)路導致廣播風暴

廣播幀在交換機之間一直循環(huán)下去，從而消耗系統(tǒng)資源，降低傳輸質(zhì)量

廣播幀的不斷增多，還會導致設備宕機重啟

STP概述

STP-Spanning Tree Protocol（生成樹協(xié)議）

邏輯上斷開環(huán)路，防止廣播風暴的產(chǎn)生。即阻塞某些接口，破除環(huán)路

當主線路故障，阻塞接口被激活；主線路恢復，備份線路再次阻塞

實現(xiàn)物理線路備份

實現(xiàn)邏輯無環(huán)

STP工作原理

步驟一：確定交換機角色

根交換機

非根交換機

步驟二：確定端口角色

根端口

非根端口

非指定端口

步驟三：確定端口狀態(tài)

禁用：接口沒有啟動STP，或者接口處于關(guān)閉狀態(tài)

偵聽：正在比較STP報文，確定交換機和端口角色

學習：正在學MAC地址表、

轉(zhuǎn)發(fā)：可以正常接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包

阻塞：阻塞端口，不能轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)劇包

確定交換機角色

網(wǎng)橋ID
STP協(xié)議為交換機取得名字，用于在交換網(wǎng)絡中唯一標識該設備
通過比較每個交換機的BID，來選舉根交換機：BID越小越好

根據(jù)網(wǎng)橋ID，選擇根交換機

確定端口角色

選舉根端口：每一個非根交換機上，有且只有一個，距離根交換機最近的端口

確定指定端口：每一個鏈路上，有且只有一個，距離根交換機最近的端口

最后確定非指定端口：除了根端口和指定端口，剩余所有端口都是非指定端口

端口角色選舉規(guī)則
首線比較端口到根交換機的開銷，越小越好
開銷一樣，比較端口坐在交換機的BID，越小越好
若BID一樣，比較端口的PID，越小越好

選舉根端口

選舉指定端口

在每個網(wǎng)段上，選擇一個指定端口

距離根網(wǎng)橋的路徑成本開銷較小

網(wǎng)橋ID較小

根交換機上的端口全是指定端口

選取非指定端口
最后剩下德端口，被阻塞

生成樹算法結(jié)果

最終形成數(shù)據(jù)‘轉(zhuǎn)發(fā)路徑’：

被阻塞的鏈路，作為備份鏈路

歸納STP工作原理：

選擇根網(wǎng)橋

網(wǎng)橋ID最小

選擇根端口（非根網(wǎng)橋）
-此端口到大根網(wǎng)橋路徑成本最低

選擇指定端口

根網(wǎng)橋上所有端口都是指定端口

此端口所在交換機到達根網(wǎng)橋成本最低

地端口所在交換機網(wǎng)橋ID最小

STP協(xié)議通信報文-----BPDU

Bridge Protocol Data Unit–橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元 ，STP協(xié)議的報文

通過這種報文，STP協(xié)議實現(xiàn)了自己所有的功能

BPDU類型

配置BPDU

拓撲變更通知

BPDU選擇根網(wǎng)橋

當交換機啟動時，會假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的BPDU中根網(wǎng)橋ID字段填寫自己的網(wǎng)橋ID ，當接收到其它交換機發(fā)出的BPDU后，比較網(wǎng)橋ID，選擇較小的的添加到根網(wǎng)橋ID中。當全網(wǎng)所有的交換機收到全部的BPDU并做比價后，就可以選擇出唯一的一個根網(wǎng)橋

STP端口的五種狀態(tài)

禁用（DIsabled）：強制關(guān)閉，沒有啟用STP協(xié)議

阻塞（Blocking）：只接受BPDU，不能發(fā)送BPDU

幀聽（Listening）：比較BPDU，確定交換機端口和角色

學習（Learning）：基于端口上收到的數(shù)據(jù)幀，學習MAC地址表

轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）：端口的最終完美狀態(tài)，發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)

STP的三種計時器，用于維護STP轉(zhuǎn)發(fā)路徑以及恢復STP故障鏈路
Hello時間：一個端口上發(fā)送BPDU的時間間隔，默認為2S
轉(zhuǎn)發(fā)延時（Forward delay）：端口在轉(zhuǎn)發(fā)和學習狀態(tài)，分別停留的時間
最大老化時間（Max age）：一個端口最大的沒有轉(zhuǎn)發(fā)BPDU的時間

STP配置命令

默認情況下交換記得STP功能處于開啟狀態(tài)

[Huawei]stp  { enable  | disable }     //開啟或關(guān)閉STP功能
[Huawei]stp mode  { stp | rstp | mstp }

修改交換機的STP優(yōu)先級,默認值為32768步長為4096

[Huawei]stp priority 4096

修改端口的 STP cost ,在端口開啟/關(guān)閉STP功能

[Huawei]interface g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]stp cost 100
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]stp {enable | disable}

配置優(yōu)先級，優(yōu)先級低的為根交換機，LSW1由非根交換機變?yōu)楦粨Q機
根交換機的接口全為指定接口。

RSTP概述

STP存在許多弊端

收斂時間慢：30s-50s

設備利用率低

RSTP，即Rapid STP，快速生成樹協(xié)議，在STP的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來
RSTP相對于STP優(yōu)化的部分

STP和RSTP存在的弊端
當設備上運行了STP/RSTP，阻塞一個端口，意味著所有的VLAN都不能通過這個阻塞端口轉(zhuǎn)發(fā)信息—導致阻塞端口的線路一直空閑，降低設備的使用率

MSTP多實例生成樹協(xié)議

端口狀態(tài)：
discarding丟棄，相當于STP中的禁用、偵聽、阻塞、不轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)
Learning學習，類比STP中學習狀態(tài)
Forwarding轉(zhuǎn)發(fā)，類比STP中轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)

MSTP案例

1、配置PC機IP地址
2、創(chuàng)建VLAN
每臺叫換機都要配置VLAN 10 20

<Huawei>u t m
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>system-view 
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname SW2
[SW2]VLAN  batch  10 20 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[SW2]

配置Trunk和Access
交換機與交換機之間使用trunk，PC機與交換機使用access

交換機SW1
[SW1]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW1-port-group]port link-type trunk 
[SW1-port-group]port trunk allow-pass vlan all 
[SW1-port-group]
交換機SW2
[SW1]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW1-port-group]port link-type trunk 
[SW1-port-group]port trunk allow-pass vlan all 
[SW1-port-group]
交換機3
......
交換機4
......

將對應接口加入到VLAN中

SW1:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 10
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 10
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 20
SW2:
interface GigabitEthernet0/0/10
port link-type access
port default vlan 20

MSTP配置：所有交換機一致

stp region-configuration  //進入MSTP 域配
region-name A1   //配置域名A1-一個區(qū)域的交換機域名要一致
instance 1 vlan 10   //將vlan10 加入到實例1 （組1）
instance 2 vlan 20   //將vlan20 加入到實例2（組2）
active region-configuration //激活域配

實例的根網(wǎng)橋配置

[SW1]dis stp region-configuration //查看 實例信息 

SW2
[sw2]stp instance 1 priority 4096  //指定實例1 的根 在SW2上 
[SW2]dis stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/10       DESI  FORWARDING      NONE
[SW2]
SW3
[sw3]stp instance 2 priority 4096  //指定實例2 的根 在SW3上 
[SW3]dis stp instance 2 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/10       DESI  LEARNING        NONE
[SW3]

對于實例1：

對于實例2：

 以上就是思科認證之STP、RSTP、MSTP工作原理、網(wǎng)絡通信原理及配置的全部介紹，希望對大家有所幫助！

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