交換網路核心技術 生成樹原理

2021-09-27 02:58:58 字數 2387 閱讀 1825

實驗拓撲:

關鍵知識點:

什麼是 stp:一種在交換網路中,邏輯上切斷一條鏈路,以避免產生二層環路的一種手段; 常見的 stp 協議:

1.cst:協議號 802.1d,只維護乙個 stp 例項,而不管交換機上有多少個 vlan;

2.pvrst+:cisco 私用協議,基於 cst,但會為每個 vlan 維護乙個例項,增加了一些特性; 3.rstp:協議號 802.1w,只維護乙個 stp 例項,但收斂速度加快;

4.mstp:協議號 802.1s,基於 rstp,可以將多 vlan 對映到乙個例項中,還支援一些特性;

工作方式:stp 會強制一些埠進入備份狀態,使其不會偵聽、**或泛洪資料幀。總的效果 是後只有一條路徑能夠通向乙個網段;如果網路中通往任何乙個網段的連通性出現了問題, stp 就會自動啟用先前的非活動路徑來重建連線(前提是存在冗餘路徑);

網橋識別符號(bid)的組成:如下圖所示,bid 由下面三部分組成;

1.bridge priority(網橋優先順序) :預設是 32768,取值範圍是 0 ~ 65535,每 4096 倍數增長;

2.extend system id:這個值就是 vlan 號,它會和 bridge priority疊加組成bid的第一部分,例如:bridge priority 是 32768,vlan 號是 1,那麼 bid 第一部分 的值就是 32769; 3.mac address:取裝置的 mac 位址;

埠角色:

根埠:存在於非根網橋上,它是交換機埠去往根橋的佳路徑。根埠 會將資料流**給根橋,每個網橋上只會有乙個根埠;

指定埠:這一類埠即存在於根網橋上,也存在於非根網橋上,對於根網橋來說,所有的埠都將會成為指定埠。對於非根網橋來說,指定埠是需要與交換機之 間收發資料幀的埠,每個網段中只能有乙個指定埠;

非指定埠:既不是根埠,也不是指定埠的所有其他埠,都將成為非指定埠,非指定埠只能接收,但不能**資料幀(因為被邏輯上阻塞了)

生成樹的4種埠狀態:

1.blocking(阻塞狀態) 2.listening(偵聽狀態)

3.learning(學習狀態) 4.forwarding**發狀態)

生成樹選舉過程:

1.選 1 個根網橋:每個 vlan 或例項中只能有乙個根網橋,網橋 id 小的將成為根橋,在根橋上所有埠都會成為指定埠,指定埠可以傳送和接收流量,還可以傳送和接收 bpdu;

2.在所有非根橋上選舉根埠:stp 將在每個非根網橋上選舉 1 個根埠,該埠所連線的路徑一定是該網橋到根橋開銷低的路徑,選舉根埠次序是:cost > 對端 bid > 對端介面 id;

3.在每個網段上選舉指定埠:stp 會為每個網段選舉乙個指定埠,從它到達根網橋的路徑開銷低,每個網段只能有乙個指定埠,選舉次序是:cost > 本交換機的 bid > 本地介面 id;

4.所有其他埠都會被堵塞(b)

實戰目的:觀察認識生成樹協議(stp) ——簡單的生成樹拓撲

需求一:sw1 和 sw2 關閉 vlan 1 的生成樹協議,連線一台 pc 並產生一些廣播包,觀察交換機 cpu 利用率變化情況;

需求二:sw1 和 sw2 開啟生成樹協議,讓交換機自動選舉根橋(root bridge)、根埠(root port)、指定埠(designated port)、阻塞埠(blocked port);

需求三:觀察哪乙個交換機是根橋,為什麼

需求四:觀察根交換機上的埠都是什麼埠

需求五:觀察與根交換機埠相連的對端交換機埠是什麼角色

需求六:為什麼非根橋上有乙個埠被 block

需求一:

關閉生成樹後,那麼所有介面都可以**資料,不存在阻塞埠,根埠,指定埠角色,那麼一般廣播資料產生,交換機cpu利用率一定會上公升,並且會導致交換機癱瘓,成環路的情況下無休止**,直到交換機宕機

檢視cpu利用率:(模擬器不支援,命令如下)

show processes cpu

需求三:

觀察直到,sw1成為根橋,因為sw1具有最優的bid號

需求四:

根交換機上的埠都是指定埠

需求五:

對端交換機的f0/1口是根埠,f0/2口被阻塞。

需求六:

因為如果不被阻塞就會導致交換機環路問題。

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