計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐教程配置

交換機(jī)STP的配置生成樹協(xié)議(802.1d)相關(guān)概念根網(wǎng)橋最短路徑開銷(ShortestPathCost)：本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最短路徑。指定網(wǎng)橋(DesignatedBridge)：對(duì)于每個(gè)網(wǎng)段，需要選出距離根網(wǎng)橋最近的網(wǎng)橋作為指定網(wǎng)橋。指定網(wǎng)橋負(fù)責(zé)處理所有從所在網(wǎng)段到根網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。一個(gè)網(wǎng)段的指定網(wǎng)橋也就是該網(wǎng)段的指定端口所在的網(wǎng)橋。生成樹協(xié)議相關(guān)概念根端口(RootPort)：對(duì)于每個(gè)非根網(wǎng)橋，都需要從該網(wǎng)橋的所有端口中選出一個(gè)到達(dá)根網(wǎng)橋路徑開銷最小的端口作為根端口。根端口保存的BPDU比該網(wǎng)橋的所有其他端口保存的BPDU優(yōu)先級(jí)更高。根端口一般處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。指定端口(DesignatedPort)：對(duì)于每個(gè)網(wǎng)段，選擇一個(gè)距離根網(wǎng)橋最近的端口，負(fù)責(zé)將該網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到根網(wǎng)橋，這個(gè)端口就是指定端口，一個(gè)網(wǎng)段中有且只有一個(gè)指定端口。生成樹協(xié)議相關(guān)概念阻塞端門(DiscardingPort)：STP為每個(gè)網(wǎng)段建立一個(gè)指定端口，—個(gè)網(wǎng)段只能有一個(gè)指定端口，其他端口都為非指定端，處于阻塞狀態(tài)，也就是阻塞端口。阻塞端口不轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)幀，不發(fā)送BPDU，但是仍能接收BPDU。BPDU的格式與主要內(nèi)容BPDU的格式與主要內(nèi)容網(wǎng)橋之間通過(guò)傳送BPDU數(shù)據(jù)就足夠完成生成樹的計(jì)算。可以用根橋ID、根路徑開銷、發(fā)送橋ID和發(fā)送端口ID四項(xiàng)內(nèi)容來(lái)描述網(wǎng)橋所發(fā)出的BPDU：

（根橋ID，根路徑開銷，指定橋ID，指定端口）BPDU的格式與主要內(nèi)容根網(wǎng)橋ID：該值由根網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)和根網(wǎng)橋的48位MAC地址組成，前面是優(yōu)先級(jí)，后面是MAC地址。網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)默認(rèn)是32768，即0x8000，網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)可由管理員手工修改。根路徑開銷：從發(fā)送網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最小路徑開銷，即最短路徑上所有鏈路開銷的代數(shù)和。發(fā)送橋ID：發(fā)送橋ID值由網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)和網(wǎng)橋的48位MAc地址組成，前面是優(yōu)先級(jí)，后面是MAC地址。發(fā)送端口ID：該值由端口優(yōu)先級(jí)和端口索引值組成。最優(yōu)配置消息選舉原則首先比較配置消息的根橋ID，根橋ID小者優(yōu)先級(jí)高。如果根橋ID相等，再比較它們的根路徑開銷，根路徑開銷等于接收端口收到的配置消息中的路徑開銷加上接收端口對(duì)應(yīng)的鏈路開銷，該值小的優(yōu)先級(jí)高。如果前面兩參數(shù)相等，再比較它們的發(fā)送橋ID，發(fā)送橋ID小的優(yōu)先級(jí)高。如果前面三個(gè)參數(shù)都相等，再比較它們的發(fā)送端口ID，發(fā)送端口ID小者優(yōu)先級(jí)高。STP算法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程在啟用了STP的網(wǎng)橋中，網(wǎng)橋在上電之后，它的每個(gè)端口將經(jīng)歷短暫的阻塞狀態(tài)，隨后進(jìn)入Listening(默認(rèn)為15秒)和Learning(默認(rèn)為15秒)這兩種過(guò)渡狀態(tài)。最后穩(wěn)定在阻塞狀態(tài)或轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)橋識(shí)別出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)，也會(huì)進(jìn)入這兩種過(guò)渡狀態(tài)。在Listening狀態(tài)，交換機(jī)要選舉出根橋、根端口、指定端口，并在Listening狀態(tài)結(jié)束時(shí)，阻塞除根端口和指定端口以外的所有其他端門。根端口、指定端口在以后的15秒內(nèi)，處于Learning狀態(tài)，學(xué)習(xí)收到幀的MAC地址，并構(gòu)造MAC地址表。在Learning狀態(tài)下，交換機(jī)仍然不能轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)。Listening狀態(tài)下的處理過(guò)程在Listening狀態(tài)下，當(dāng)某個(gè)端口收到鄰居發(fā)出的配置消息時(shí)，經(jīng)歷以下處理步驟：(1)計(jì)算新的配置消息

該配置消息的Cost加上本端口所在網(wǎng)段的cost，形成新的配置消息。(2)更新配置消息

新的配置消息比本端口保存的配置消息優(yōu)先級(jí)低時(shí)，交換機(jī)就會(huì)將新的配置消息丟棄，對(duì)本端口配置消息不做任何處理；當(dāng)新的配置消息比本端口保存的配置消息優(yōu)先級(jí)高時(shí)，用新的配置消息替換該端口的配置消息。Listening狀態(tài)下的處理過(guò)程(3)計(jì)算最優(yōu)配置消息

每當(dāng)交換機(jī)的某一端口的配置消息被鄰居發(fā)出的配置消息更新，該交換機(jī)會(huì)在所有端口的配置消息重新選舉最優(yōu)配置消息。(4)若新的最優(yōu)配置消息與原來(lái)的配置消息相同，則交換機(jī)不作進(jìn)一步處理，結(jié)束。Listening狀態(tài)下的處理過(guò)程(5)若新的最優(yōu)配置消息比原來(lái)的配置消息優(yōu)先級(jí)高，最優(yōu)配置消息所在的端口為新的根端口。該根端口是當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的根端口，可能后面還會(huì)被別的更優(yōu)的其他根端口替換，因而不一定是最終的根端口。每隔2秒，最優(yōu)配置消息會(huì)從交換機(jī)的所有端口中發(fā)送出去，發(fā)送出去的最優(yōu)配置消息的發(fā)送橋ID要換成本交換機(jī)的ID，發(fā)送端口ID要換成發(fā)送該配置消息的端口ID。

Listening狀態(tài)下的處理過(guò)程交換機(jī)對(duì)新根端口之外的所有其他端口進(jìn)行下面的“自我更新”。同時(shí)把各個(gè)端口的“阻塞標(biāo)志”清0，所有端口的“阻塞標(biāo)志”初始值為0，若鄰居的配置消息(不加鏈路開銷)比本端口的配置消息優(yōu)先級(jí)高，則“阻塞標(biāo)志”置1?！白枞麡?biāo)志”為1的端門當(dāng)前并不被阻塞，但在Listening狀態(tài)結(jié)束時(shí)被阻塞。Listening狀態(tài)下的處理過(guò)程（6）自我更新本端口配置消息的樹根ID替換為最憂配置消息的樹根ID。本端口配量消息的根路徑開銷替換為最優(yōu)配置消息的根路徑外銷本端門配置消息的發(fā)送交換機(jī)ID替換為自身交換機(jī)的ID。本端口配置消息的發(fā)送端口ID替換為自身端口ID。端口狀態(tài)端口狀態(tài)共有五種端口狀態(tài)：阻塞狀態(tài)（blocking）

不接收和發(fā)送報(bào)文，接收但不發(fā)送BPDU，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)。偵聽狀態(tài)（listening）

不接收和發(fā)送報(bào)文，接收并發(fā)送BPDU；不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)狀態(tài)（learning）

不接收和發(fā)送報(bào)文，接收并發(fā)送BPDU，進(jìn)行地址學(xué)習(xí)。轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（forwarding）

接收和發(fā)送報(bào)文，接收并發(fā)送BPDU，進(jìn)行地址學(xué)習(xí)。無(wú)效狀態(tài)（disabled）

表示該端口不可用，不接收和發(fā)送任何報(bào)文。端口狀態(tài)通常情況下，交換機(jī)端口的狀態(tài)是按照如下順序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。阻塞狀態(tài)→偵聽狀態(tài)→學(xué)習(xí)狀態(tài)→轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)和阻塞狀態(tài)可以處于維持狀態(tài)，而偵聽狀態(tài)和學(xué)習(xí)狀態(tài)是過(guò)渡狀態(tài)，最終會(huì)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)或阻塞狀態(tài)。舉例臨時(shí)環(huán)路當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，生成樹重新計(jì)算，但新的配置消息要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)延才能傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在所有網(wǎng)橋收到這個(gè)拓?fù)渥兓⒅?，在舊的拓?fù)浼{構(gòu)中某些處于轉(zhuǎn)發(fā)的端口可能還沒有發(fā)現(xiàn)自己在新的知撲結(jié)構(gòu)中應(yīng)停止轉(zhuǎn)發(fā)，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)消息，從而形成臨時(shí)環(huán)路，并有可能會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。為了解決這個(gè)問(wèn)題，生成樹協(xié)議提供了定時(shí)器策略。STP規(guī)定，端口內(nèi)阻塞狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)，需要經(jīng)歷—定時(shí)間延時(shí)，延時(shí)時(shí)間一般是配置消息傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需時(shí)間的兩倍。RSTP簡(jiǎn)介定時(shí)策略雖然解決了臨時(shí)環(huán)路問(wèn)題，但是卻帶來(lái)了至少2倍的ForwardDelay的收斂時(shí)間。IEE802.1W標(biāo)準(zhǔn)定義了快速生成樹協(xié)議RSTP。RSTP協(xié)議在STP協(xié)議基礎(chǔ)上做了三點(diǎn)重要改進(jìn)，使得收斂速度快了很多(最快在1秒以內(nèi))。第一點(diǎn)改進(jìn)：為根端口和指定端口設(shè)置了快速切換用的替換端口（alternateport）和備份端口(backupport)兩種角色，當(dāng)根端口／指定端口失效的情況下，替換端口／備份端口就會(huì)無(wú)時(shí)延地進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。RSTP簡(jiǎn)介第二點(diǎn)改進(jìn)：在只連接了兩個(gè)交換機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路中，指定端口向下游網(wǎng)橋發(fā)送一個(gè)握手請(qǐng)求報(bào)文，如果下游網(wǎng)橋發(fā)送了一個(gè)同意報(bào)文，則這個(gè)指定端口就可以無(wú)時(shí)延地進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果是連接了三個(gè)以上網(wǎng)橋的共享鏈路，下游網(wǎng)橋是不會(huì)響應(yīng)上游指定端口發(fā)出的握手請(qǐng)求的，只能等待兩倍ForwardDelay時(shí)間進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。第三點(diǎn)改進(jìn)：把直接與終端相連而不與其他網(wǎng)橋相連的端口定義為邊緣端口(edgeport)。邊緣端口可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時(shí)。由于網(wǎng)橋無(wú)法知道端口是否是直接與終端相連，所以需要人工配置。STP配置常用命令(1)啟動(dòng)生成樹協(xié)議[Quidway]stpenable(2)禁止某端口啟動(dòng)生成樹協(xié)議

(3)配置本橋?yàn)楦鶚?4)配置本橋?yàn)閭浞莞鶚騪rimarySTP配置常用命令(5)配置網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)[Quidway]stpprioritybridge-priority(6)配置端口的優(yōu)先級(jí)[QuidwayEthernet0/1]stpportpriorityport-priority(7)配置端口的ForwardDelay[Quidway]stptimerforward-delaycentisecondSTP配置常用命