diff --git a/A. 第一阶段/13_STP生成树协议.md b/A. 第一阶段/13_STP生成树协议.md new file mode 100644 index 0000000..6f2bad1 --- /dev/null +++ b/A. 第一阶段/13_STP生成树协议.md @@ -0,0 +1,264 @@ +# STP 生成树协议 + +### 一、为什么需要STP协议 + +1. 局域网中容易出现的问题 + + - 单点故障和单链路故障，即：当某一条链路故障或某一台设备故障导致大面积主机网络中断 + +2. 如何预防单点故障和单链路故障 + + - 增加冗余/备份设备：预防单点故障 + - 增加冗余/备份链路：预防单链路故障 + +3. 增加冗余/备份链路后，引发的新的问题 + + - 交换机与交换机之间增加备份链路后：极有可能形成环状网络，形成二层环路 + + 二层环路：极有可能会引发广播风暴 + + 广播风暴一旦形成：会造成网络拥塞，设备宕机，网络不可用 + +4. 如何解决因二层环路所导致的广播风暴？ + + - STP协议可以解决二层环路：STP会形成一个物理有环，逻辑无环的网络 + +### 二、STP协议 + +1. **STP是什么** + + > STP：Spanning Tree Protocol 生成树协议 + +2. **STP的作用（如何实现逻辑无环，如何防止广播风暴）** + + > 所有交换机物理互相连接 + > + > 所有交换机启动后，都运行生成树协议 + > + > 通过生成树协议，逻辑上阻塞端口，从而形成一个逻辑无环拓扑，避免广播风暴。 + > + > 当现在链路出现问题，被阻塞的链路可以重新启用，从而形成新逻辑无环拓扑，起到了链路备份的作用 + +3. **STP的工作原理** + + - 步骤1：选举根网桥（Root Bridge），作为整个网络的根 + - 步骤2：确定根端口(Root Port RP)，在每个非根交换机上选举1个根端口-（RP-根端口） + - 步骤3：确定指端口(Designated Port DP)，在每条链路（每个网段）上选举1个指定端口-（DP-指定端口） + - 步骤4：阻塞备用端口(Alternate Port AP)，阻塞非根、非指定端 + +4. **步骤1：选举根网桥** + + - 比较网桥ID(BID),选择网桥ID值最小的交换机为根网桥 + - BID:优先级+MAC（总长度8字节） + - 优先级：默认32768 + - 理论范围 0-65535 + - 实际范围 0-61440 -步长值 4096 + +5. **步骤2：确定根端口(Root Port RP)** + + 1. 每个非根交换机上选举1个根端口-（RP-根端口） + + - 非根交换机到根交换机的根路径开销值最小的端口（根路径成本最小） + - 链路带宽 带宽越高 成本值越小 + - 开销 cost （到达根交换机的路径成本） + - 默认值 + 100Mbit端口【200000】 + 1000Mbit（1G）端口【20000】 + 10000Mbit（10G）端口【2000】 + + 2. BID:优先级+MAC（对端设备的） + + 3. PID（端口ID）:优先级+端口号 （对端设备的） + + > 端口优先级：默认值128 范围：0-240 步长值：16 + +6. **步骤3：确定指端口(Designated Port DP)** + + 1. 在每条链路（每个网段）上选举1个指定端口-（DP-指定端口） + + - 一条链路上到根交换机的根路径开销值最小的端口（根路径成本最小） + + > 根桥上的接口都是指定端口 + + 2. 如果根路径成本相同则对比端口所在交换机的网桥ID，网桥ID小的端口为指定端（端口自己所在的网桥ID） + + 3. PID（端口ID）:优先级+端口号（自己的） + + > 端口优先级：默认值128 范围：0-240 步长值：16 + +7. **STP基础配置** + + ``` + [SW1]display stp //查看生成树状态信息 + [SW1]display bridge mac-address //查看交换机自己的MAC + [SW1]display stp brief //查看接口STP简要信息 + [SW1]stp priority 4096 //修改BID中的优先级 + ``` + +8. **BPDU报文** + + 1. BPDU：桥协议数据单元 + - 作用：交换机之间通过周期性发送BPDU报文，来实现STP功能 + 2. BPDU的四个重要字段 + - 根网桥ID：根交换机的BID + - 根路径开销：本端口累计到根桥的开销值（cost值） + - 发送网桥ID：本交换机的BID + - 端口ID：发送该BPDU报文的端口的ID + 3. BPDU 类型 + - 配置 BPDU 和拓扑变更 BPDU。 + +9. **STP端口的5种状态** + + - 禁用（disabled) ：强制关闭，没有启动STP协议 + - 阻塞（blocking)：只接收BPDU报文，不发送BPDU报文 + - 侦听（Listening)：比较BPDU报文，确定交换机角色和端口角色 + - 学习（Learning)：基于端口上收到的数据帧，学习MAC地址表 + - 转发（forwardding)：端口最终的状态，能够发送和接收用户数据 + +10. **STP 3种的计时器** + + 1. hello 时间：端口发送的BPDU报文的时间间隔：默认是2秒 + 2. 转发延迟（forward delay）：侦听—学习：15秒 、学习—转发：15秒 + 3. 最大老化时间（Max Age)：一个端口最大的“没有接收BPDU”的时间间隔：20秒 + + > 50秒的转发延迟 + +### 三、RSTP快速生成树协议 + +1. **RSTP：快速生成树，在STP的基础上优化而来** + - 作用：实现网络的快速收敛，降低网络故障时间，提高数据转发的效率 +2. **RSTP对STP的改进** + - 引入了P/A 机制（让指定端口尽快进入转发状态） + - 增加了2种端口角色（BP和AP） + - Backup Port（备份端口）是指定端口的备份端口。 + - Alternate Port（备用端口）是根端口的替换端口。 + - 减少了3种端口状态（禁用、阻塞、侦听三种状态合为一种） + +### 四、MSTP多生成树协议 + +1. **MSTP概述** + + 1. MSTP作用 + + - 默认生成树协议只形成一个网络拓扑，不能有效利用所有网络带宽 + - 为了实现网络的负载均衡，需要让网络形成多个无环拓扑，让不同vlan的主机，选择不同的拓扑来传数据 + + 2. 端口状态 + + - Discarding (丢弃)：相当于STP中的禁用、侦听、阻塞，不转发用户数据 + - Learning(学习)：和STP 中的学习状态相同 + - Forwarding(转发)：和STP中的转发状态相同 + + 3. MSTP配置 + + - 每个交机创建vlan,交换相连的接口配置为trunk + + - 配置STP模式为MSTP + + ``` + [SW1]stp mode mstp //修改mstp模式（华为设备默认模式MSTP） + ``` + + > 交换机创建MSTP域、定义域名，实例和vlan的对应关系 + > + > 交换机上激活MSTP区域配置 + +2. **配置MSTP，由SW1为vlan10的根，SW2为vlan20的根** + + - 配置步骤 + + 1. 在所有的交换机中都创建vlan10和vlan20 + 2. 交换机连接PC的接口设置为access模式，并加入指定的vlan + 3. 交换机和交换机互联的接口设置trunk模式，并允许vlan10和vlan20 通过 + 4. 在所有的交换机中配置MSTP，所有交换机中的MSTP配置都要完全相同 + 5. 指定SW1为vlan10的主根 + 6. 指定SW2为vlan20的主根 + + - 配置命令 + + - S1、S2、S3创建vlan并配置连接交换机的端口为trunk + + ``` + [S1]vlan batch 10 20 + [S1]port-group 1 + [S1-port-group-1]group-member g0/0/5 g0/0/6 + [S1-port-group-1]port link-type trunk + [S1-port-group-1]port trunk allow-pass vlan 10 20 + ``` + + ``` + [S2]vlan batch 10 20 + [S2]port-group 1 + [S2-port-group-1]group-member g0/0/5 g0/0/6 + [S2-port-group-1]port link-type trunk + [S2-port-group-1]port trunk allow-pass vlan 10 20 + ``` + + ``` + [S3]vlan batch 10 20 + [S3]port-group 1 + [S3-port-group-1]group-member g0/0/5 g0/0/6 + [S3-port-group-1]port link-type trunk + [S3-port-group-1]port trunk allow-pass vlan 10 20 + ``` + + - 配置PC1加入vlan10、PC2加入vlan20 + + ``` + [S3]interface GigabitEthernet 0/0/1 + [S3-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access + [S3-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10 + [S3]interface GigabitEthernet 0/0/2 + [S3-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access + [S3-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 20 + ``` + + - S1、S2、S3配置MSTP区域并激活 + + ``` + [S1]stp mode mstp 启用MSTP协议 + [S1]stp region-configuration 创建MSTP区域 + [S1-mst-region]region-name ntd定义区域名为ntd + [S1-mst-region]instance 1 vlan 10指定实例与vlan的对应关系 + [S1-mst-region]instance 2 vlan 20 + [S1-mst-region]active region-configuration激活区域配置 + ``` + + ``` + [S2]stp mode mstp 启用MSTP协议 + [S2]stp region-configuration 创建MSTP区域 + [S2-mst-region]region-name ntd定义区域名为ntd + [S2-mst-region]instance 1 vlan 10指定实例与vlan的对应关系 + [S2-mst-region]instance 2 vlan 20 + [S2-mst-region]active region-configuration激活区域配置 + ``` + + ``` + [S3]stp mode mstp 启用MSTP协议 + [S3]stp region-configuration 创建MSTP区域 + [S3-mst-region]region-name ntd定义区域名为ntd + [S3-mst-region]instance 1 vlan 10指定实例与vlan的对应关系 + [S3-mst-region]instance 2 vlan 20 + [S3-mst-region]active region-configuration激活区域配置 + ``` + + - 配置SW1为vlan10的根、SW2为vlan20的根 + + ``` + [S1]stp instance 1 priority 4096 + [S2]stp instance 2 priority 4096 + ``` + + - 查看验证 + + ``` + display stp instance 1 brief + 查看S1的instance 1 g0/0/5 g0/0/6都是指定接口 + ``` + + ``` + display stp instance 2 brief + 查看S2的instance 2 g0/0/5 g0/0/6都是指定接口 + ``` + + \ No newline at end of file diff --git a/A. 第一阶段/拓扑练习/0827_多VLAN环境下的VRRP负载分担.md b/A. 第一阶段/拓扑练习/0827_多VLAN环境下的VRRP负载分担.md index ab0c968..5f7f1b4 100644 --- a/A. 第一阶段/拓扑练习/0827_多VLAN环境下的VRRP负载分担.md +++ b/A. 第一阶段/拓扑练习/0827_多VLAN环境下的VRRP负载分担.md @@ -168,10 +168,10 @@ - **AR1** ``` - [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 192.168.13.1 preference 100 - [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 192.168.23.1 - [AR1]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.13.1 - [AR1]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.23.1 preference 100 + [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 192.168.13.1 + [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 192.168.23.1 preference 100 + [AR1]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.13.1 preference 100 + [AR1]ip route-static 192.168.20.0 24 192.168.23.1 ``` ### 五、测试 @@ -240,4 +240,9 @@ 1 192.168.20.252 31 ms 47 ms 31 ms 2 192.168.23.3 62 ms 79 ms 62 ms 3 192.168.2.1 63 ms 62 ms 63 ms - ``` \ No newline at end of file + ``` + +### 六、心跳线 + +![image-20240827175022631](https://picgo-noriu.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Images/image-20240827175022631.png) +