计算机网络工程实践教程配置

交换机STP的配置生成树协议(802.1d)相关概念根网桥最短路径开销(ShortestPathCost)：本网桥到根网桥的最短路径。指定网桥(DesignatedBridge)：对于每个网段，需要选出距离根网桥最近的网桥作为指定网桥。指定网桥负责处理所有从所在网段到根网桥的数据转发。一个网段的指定网桥也就是该网段的指定端口所在的网桥。生成树协议相关概念根端口(RootPort)：对于每个非根网桥，都需要从该网桥的所有端口中选出一个到达根网桥路径开销最小的端口作为根端口。根端口保存的BPDU比该网桥的所有其他端口保存的BPDU优先级更高。根端口一般处于转发状态。指定端口(DesignatedPort)：对于每个网段，选择一个距离根网桥最近的端口，负责将该网段上的数据转发到根网桥，这个端口就是指定端口，一个网段中有且只有一个指定端口。生成树协议相关概念阻塞端门(DiscardingPort)：STP为每个网段建立一个指定端口，—个网段只能有一个指定端口，其他端口都为非指定端，处于阻塞状态，也就是阻塞端口。阻塞端口不转发用户数据帧，不发送BPDU，但是仍能接收BPDU。BPDU的格式与主要内容BPDU的格式与主要内容网桥之间通过传送BPDU数据就足够完成生成树的计算。可以用根桥ID、根路径开销、发送桥ID和发送端口ID四项内容来描述网桥所发出的BPDU：

（根桥ID，根路径开销，指定桥ID，指定端口）BPDU的格式与主要内容根网桥ID：该值由根网桥的优先级和根网桥的48位MAC地址组成，前面是优先级，后面是MAC地址。网桥的优先级默认是32768，即0x8000，网桥的优先级可由管理员手工修改。根路径开销：从发送网桥到根网桥的最小路径开销，即最短路径上所有链路开销的代数和。发送桥ID：发送桥ID值由网桥的优先级和网桥的48位MAc地址组成，前面是优先级，后面是MAC地址。发送端口ID：该值由端口优先级和端口索引值组成。最优配置消息选举原则首先比较配置消息的根桥ID，根桥ID小者优先级高。如果根桥ID相等，再比较它们的根路径开销，根路径开销等于接收端口收到的配置消息中的路径开销加上接收端口对应的链路开销，该值小的优先级高。如果前面两参数相等，再比较它们的发送桥ID，发送桥ID小的优先级高。如果前面三个参数都相等，再比较它们的发送端口ID，发送端口ID小者优先级高。STP算法实现的过程在启用了STP的网桥中，网桥在上电之后，它的每个端口将经历短暂的阻塞状态，随后进入Listening(默认为15秒)和Learning(默认为15秒)这两种过渡状态。最后稳定在阻塞状态或转发状态。当网桥识别出网络拓扑变化时，也会进入这两种过渡状态。在Listening状态，交换机要选举出根桥、根端口、指定端口，并在Listening状态结束时，阻塞除根端口和指定端口以外的所有其他端门。根端口、指定端口在以后的15秒内，处于Learning状态，学习收到帧的MAC地址，并构造MAC地址表。在Learning状态下，交换机仍然不能转发用户数据。Listening状态下的处理过程在Listening状态下，当某个端口收到邻居发出的配置消息时，经历以下处理步骤：(1)计算新的配置消息

该配置消息的Cost加上本端口所在网段的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优先级低时，交换机就会将新的配置消息丢弃，对本端口配置消息不做任何处理；当新的配置消息比本端口保存的配置消息优先级高时，用新的配置消息替换该端口的配置消息。Listening状态下的处理过程(3)计算最优配置消息

每当交换机的某一端口的配置消息被邻居发出的配置消息更新，该交换机会在所有端口的配置消息重新选举最优配置消息。(4)若新的最优配置消息与原来的配置消息相同，则交换机不作进一步处理，结束。Listening状态下的处理过程(5)若新的最优配置消息比原来的配置消息优先级高，最优配置消息所在的端口为新的根端口。该根端口是当前所发现的根端口，可能后面还会被别的更优的其他根端口替换，因而不一定是最终的根端口。每隔2秒，最优配置消息会从交换机的所有端口中发送出去，发送出去的最优配置消息的发送桥ID要换成本交换机的ID，发送端口ID要换成发送该配置消息的端口ID。

Listening状态下的处理过程交换机对新根端口之外的所有其他端口进行下面的“自我更新”。同时把各个端口的“阻塞标志”清0，所有端口的“阻塞标志”初始值为0，若邻居的配置消息(不加链路开销)比本端口的配置消息优先级高，则“阻塞标志”置1。“阻塞标志”为1的端门当前并不被阻塞，但在Listening状态结束时被阻塞。Listening状态下的处理过程（6）自我更新本端口配置消息的树根ID替换为最忧配置消息的树根ID。本端口配量消息的根路径开销替换为最优配置消息的根路径外销本端门配置消息的发送交换机ID替换为自身交换机的ID。本端口配置消息的发送端口ID替换为自身端口ID。端口状态端口状态共有五种端口状态：阻塞状态（blocking）

不接收和发送报文，接收但不发送BPDU，不进行地址学习。侦听状态（listening）

不接收和发送报文，接收并发送BPDU；不进行地址学习学习状态（learning）

不接收和发送报文，接收并发送BPDU，进行地址学习。转发状态（forwarding）

接收和发送报文，接收并发送BPDU，进行地址学习。无效状态（disabled）

表示该端口不可用，不接收和发送任何报文。端口状态通常情况下，交换机端口的状态是按照如下顺序进行转换。阻塞状态→侦听状态→学习状态→转发状态。转发状态和阻塞状态可以处于维持状态，而侦听状态和学习状态是过渡状态，最终会转换为转发状态或阻塞状态。举例临时环路当网络故障或拓扑结构发生变化时，生成树重新计算，但新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，在所有网桥收到这个拓扑变化消息之前，在旧的拓扑纳构中某些处于转发的端口可能还没有发现自己在新的知扑结构中应停止转发，继续转发消息，从而形成临时环路，并有可能会产生网络风暴。为了解决这个问题，生成树协议提供了定时器策略。STP规定，端口内阻塞状态进入转发状态时，需要经历—定时间延时，延时时间一般是配置消息传播到整个网络所需时间的两倍。RSTP简介定时策略虽然解决了临时环路问题，但是却带来了至少2倍的ForwardDelay的收敛时间。IEE802.1W标准定义了快速生成树协议RSTP。RSTP协议在STP协议基础上做了三点重要改进，使得收敛速度快了很多(最快在1秒以内)。第一点改进：为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口（alternateport）和备份端口(backupport)两种角色，当根端口／指定端口失效的情况下，替换端口／备份端口就会无时延地进入转发状态。RSTP简介第二点改进：在只连接了两个交换机的点对点链路中，指定端口向下游网桥发送一个握手请求报文，如果下游网桥发送了一个同意报文，则这个指定端口就可以无时延地进入转发状态。如果是连接了三个以上网桥的共享链路，下游网桥是不会响应上游指定端口发出的握手请求的，只能等待两倍ForwardDelay时间进入转发状态。第三点改进：把直接与终端相连而不与其他网桥相连的端口定义为边缘端口(edgeport)。边缘端口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。由于网桥无法知道端口是否是直接与终端相连，所以需要人工配置。STP配置常用命令(1)启动生成树协议[Quidway]stpenable(2)禁止某端口启动生成树协议

(3)配置本桥为根桥(4)配置本桥为备份根桥primarySTP配置常用命令(5)配置网桥的优先级[Quidway]stpprioritybridge-priority(6)配置端口的优先级[QuidwayEthernet0/1]stpportpriorityport-priority(7)配置端口的ForwardDelay[Quidway]stptimerforward-delaycentisecondSTP配置常用命