交换机的一些端口与其生成树协议doc.docx
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交换机的一些端口与其生成树协议doc
交换机的一些端口与其生成树协议
一、思科的三个fast1、PortFast
（1）本质：
让access接口不参与生成树，不发不收BPDU，在接口启用之后直接变为转发状态；
（2）作用：
节省了生成树的收敛时间，提高了效率。
（3）用处：
接主机的接入层交换机接口
（4）配置：
方法一：
全局启用，然后在非access接口改；
方法二：
在access接口配置：
SW1（config-if）#spanning-treeportfast
方法三：
在基于IOS的CatLyst交换机上SW1（config-if）#switchporthost将端口置为接入模式并启用Portfast特性禁用channel.
（5）好处：
防止工作站引导时的DHCP超时，Novell登录问题，Apple-talk地址发现等问题
2、UplinkFast
（1）本质：
根端口的备份；
（2）作用：
从而节省了生成树收敛时间
（3）实现：
在根端口失效时立即变为根端口，而不用等待max-age超时再从blocking状态直到切换为转发状态，该过程在5s之内完成。
同时，交换机代理主机发送伪多播帧以抑制TCN拓扑变更通告，进而便于上游交换机将MAC地址表从发生故障的链路立即移动到新的端口。
（4）用处：
VLAN数目较少的接入层交换机
（5）配置：
SW2（config）#spanning-treeuplinkfast全局模式下配置。
配置完之后该交换机的优先级会增加到49152，并且所有接口的cost值会加上3000，使得该交换机不能成为根桥，当然这只在默认优先级和默认端口开销的交换机上有效.
3、BackboneFast
（1）本质：
指定端口的备份。
（2）实现：
当非直连上行链路down掉之后，上游交换机会发送一个次级BPDU，本地交换机收到这个次级BPDU后，先检查有没有到达根桥的替代路径，如果没有则在Max-age过期后发送自己的BPDU开始新的STP选举，如果有则向替代路径发送一个RLQ根链路查询，如果返回的响应是原先的根桥，则说明原来的根桥还活着。
这时将把接收到次级BPDU的端口立即变为监听状态。
（3）作用：
用于非直连检测。
能节省20秒的收敛时间，不用等待最大寿命超时。
（4）用处：
所有交换机上
（5）条件：
点到点链路。
如是共享链路，收到次级BPDU会正常的进行STP的选举。
（6）配置：
SW2（config）#spanning-treebackbonefast
二、RSTP1、端口状态：
（1）Discarding：
学习BPDU。
由于用到了提议和协定，这个时间通常会在1S内完成。
这是RSTP之所以快的主要原因。
（2）Leaning：
学习MAC地址
（3）Forwarding：
转发用户数据
2、端口角色：
（1）根端口
（2）指定端口
（3）代替端口：
相当于cisco的uplinkfast,是根端口的备份，在根端口失效后立即变为根端口
（4）备份端口：
是指定端口的备份口，一般和指定端口位于同一个交换机上
（5）边缘端口：
相当于cisco的portfast,接主机，不发送BPDU，也不发送拓扑变化通告TC，在接收到BPDU时变为普通RSTP端口
3、选举步骤：
先选根桥，再选根端口，接着选指定端口、代替端口、备份端口
4、选举原则：
交换机角色选举原则为先看优先级再看基MAC；端口角色选举原则为：
开销-senderID--portID5、报文格式：
76543210
其中：
7代表topchange；
0代表topchange的ack；
6代表提议proposal；
5和4两个bit位表示端口角色。
00为未知端口角色，01为代替口或者是备份口（区别在于是否在同一个交换机上），10代表根端口，11代表指定端口
3代表端口为学习状态；
2代表转发状态；
1代表协定aggrement.
6、快的因素：
端口状态和端口角色的变化
（1）端口状态的变化：
其实现是靠提议和协定
（2）边缘端口可直接过渡到转发状态
（3）多了一个根端口的备份口
（4）多了一个指定端口的备份口
（5）拓扑变更时直接由第一跳交换机向外发送TC位置位的BPDU7、提议和协定
非边缘端口一旦被打开，将会从对方交换机收到一个prosal的提议，同时自己也向对方以送一个提议，接下来会有应答协定。
根桥根口会在这一提一答之间完成竞选，时间通常会少于1秒。
不同于802.1D总共35秒的生成树选举时间，少了漫长的被动的等待。
这是RSTP之所以快的主要原因。
8、拓扑变更
（1）条件：
非边缘端口、进入转发状态！
（2）实现：
第一步：
检测到拓扑变更，交换机立即启动一个TCwhile计时器，清除非边缘端口的MAC地址，并在这个时间内向其他交换机发送一个TC位置位的BPDU；
第二步：
接收到TC位置位的BPDU，交换机立即清除其他所有接口的MAC地址，并同时启动一个TCwhile计时器，将TC位置位的BPDU向其他交换机扩散.
（3）特点：
一步完成，检测到拓扑变更立即扩散，不需要等待根桥的通知；根桥在未收到TC位置位的BPDU时还可转发数据。
9、配置：
Switch（config）#spanning-treemoderapid-pvst
三、PVST和PVST+
（1）作用：
能实现负载分担，充分利用设备资源
（2）做法：
一个VLAN一棵生成树
（3）后者是前者的增强
（4）不足：
在VLAN数目极多的情况下将会有很大的资源占用
（5）配置：
思科交换机上默认为pvst+,Switch（config）#spanning-treemodepvst
四、多生树MST1、优势：
在有效实现负载分担的同时，又能减少资源的占用，适合多VLAN的场合；
2、实现：
多个VLAN对应一个生成树实例，将生成树实例的数目控制在一个合理的范围之内，与逻辑拓扑的个数一致；
3、属性：
区域名称（32个字节）、配置版本号（2个字节）、1个包含4096个要素的表（映射用）。
这三个属性一致表明属性同一区域；
4、BPDU：
包含VLAN到实例映射的摘要、配置版本号、区域名称；
5、特点：
可和802.1D、802.1s互操作。
一个MST可被看作是一个普通的交换机，参与其他生成树的选举；
6、配置：
Switch（config）#spanning-treemodemst设置STP模式为MSTSwitch（config）#spanning-treemstconfiguration进入MST配置模式
Switch（config-mst）#showcurrent查看当前MST配置
Switch（config-mst）#nameciscoMST域
Switch（config-mst）#revision1配置版本号，不会自动递增
Switch（config-mst）#instance1vlan1-500实例与VLAN的映射
Switch（config-mst）#showpending显示未提交的MST配置
Switch（config-mst）#end保存配置
Switch（config）#spanning-treemst1rootprimary将这个交换机作为实例1的主根
Switch（config）#spanning-treemst2rootsecondery将这个交换机作为实例2的备份根
五、生成树的保护
1、根防护
（1）作用：
保护根
（2）原理：
将端口强行置为指定端口，并在接收到更好的BPDU时将接口disbale掉
（3）用处：
根桥的所有接口，其他交换机的所有接入接口。
在冗余链路上怎么启用?
没法启用！
（4）配置：
Switch（config-if）#spanning-treeguardroot2、BPDU防护
（1）本质：
不接收BPDU
（2）目的：
控制生成树，减少不安全因素；
（3）实现：
将不该收到BPDU的端口在收到时disable掉，直到收不到时再打开；
（4）位置：
接入接口；
（5）配置：
方法一：
SW1（config-if）#spanning-treebpduguardenable在接口配置
方法二：
SW1（config）#spanning-treeportfastbpduguard在全局模式下配置
3、BPDU过滤
（1）本质：
不发送BPDU.优先级高于BPDU防护
（2）原理：
在接口下配置的话为不发送也不接收所有BPDU，全局配置的话为不发送BPDU，但在接收到BPDU时变为普通的STP端口
（3）配置：
Switch（config）#spanning-treeportfastbpdufilterdefaultSwitch（config）#spanning-treebpdufilter4、UDLD
（1）本质：
就是一个协议，自动协商也可以直到单向链路检测的作用
（2）作用：
单向链路检测，防止环路
（3）模式：
标准与积极，区别在于前者只通知，后者还可以主动err-disable端口
（4）配置：
SW（config-if）#udldportaggressive
六、EtherChannel1、本质：
将多条物理链路捆绑成一条逻辑链路
2、作用：
增加带宽，提供冗余（
无论交换机、端口还是链路，都不可避免地会发生故障。
为了保证网络的畅通和稳定，
提高网络的可用性，各种形式的冗余链接就成为必要。
）
3、种类：
二层EtherChannel和三层EtherChannel4、条件：
快速以太网或吉比特以太网，不支持10M端口的通道处理
5、限定：
8个端口（catlyst交换机），不必连续，也不必位于同一个模块中
双工和速率必须相同
一个端口只能属于一个通道组
所有通道接口都必须位于同一个VLAN或相同本地VLAN的trunk链路中
trunk模式必须相同（推荐）
相同的VLAN开销配置
对于不同的厂产，其有不同的命令进行，以下为思科产品的"端口聚合"实验：
S1（config）#int?
EthernetIEEE802.3FastEthernetFastEthernetIEEE802.3GigabitEthernetGigabitEthernetIEEE802.3zPort-channelEthernetChannelofinterfacesVlanCatalystVlansrangeinterfacerangecommandS1（config）#intport-channel?
1-6Port-channelinterfacenumberS1（config）#intport-channel1
S1（config-if）#intf0/13S1（config-if）#channel-group1modeon
%LINK-5-CHANGED：
InterfacePort-channel1,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetoupS1（config-if）#intf0/14S1（config-if）#channel-group1modeon
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetoupS1（config-if）#intport-channel1
S1（config-if）#switchportmodetrunk
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetoupS1（config-if）#speed100
%Commandnotavailableforfiberinterfaces.
S1（config-if）#speed?
10Force10Mbpsoperation100Force100MbpsoperationautoEnableAUTOspeedconfigurationS1（config-if）#speed100?
crS1（config-if）#speed100
%Commandnotavailableforfiberinterfaces.
S1（config-if）#duplex?
autoEnableAUTOduplexconfigurationfullForcefullduplexoperationhalfForcehalf-duplexoperationS1（config-if）#duplexfull?
crS1（config-if）#duplexfull
%Commandnotavailableforfiberinterfaces.
S1（config-if）#end
%SYS-5-CONFIG_I：
ConfiguredfromconsolebyconsoleS1#showint?
EthernetIEEE802.3FastEthernetFastEthernetIEEE802.3GigabitEthernetGigabitEthernetIEEE802.3zVlanCatalystVlansetherchannelShowinterfaceetherchannelinformationswitchportShowinterfaceswitchportinformationtrunkShowinterfacetrunkinformationcrS1#showintetherchannelS1#showintetherchannel?
crS1#showintetherchannelFastEthernet0/13：
Portstate=1Channelgroup=1Mode=OnGcchange=-
Port-channel=Po1GC=-Pseudoport-channel=Po1Portindex=0Load=0x0Protocol=-
Ageoftheportinthecurrentstate：
00d：
00h：
02m：
09sFastEthernet0/14：
Portstate=1Channelgroup=1Mode=OnGcchange=-
Port-channel=Po1GC=-Pseudoport-channel=Po1Portindex=0Load=0x0Protocol=-
Ageoftheportinthecurrentstate：
00d：
00h：
02m：
09s
--
Port-channel1：
Port-channel1AgeofthePort-channel=00d：
00h：
04m：
36sLogicalslot/port=2/1Numberofports=2GC=0x00000000HotStandByport=nullPortstate=
Protocol=3PortSecurity=DisabledPortsinthePort-channel：
IndexLoadPortECstateNoofbits
--+--+--+--+---
000Fa0/13On0
000Fa0/14On0
Timesincelastportbundled：
00d：
00h：
02m：
09sFa0/14S1#
S1#
S1#S1#conft
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
S1（config）#port-channelload-balancedst-macS1（config）#exit
%SYS-5-CONFIG_I：
ConfiguredfromconsolebyconsoleS1#showetherchannelsummaryFlags：
D-downP-inport-channelI-stand-alones-suspendedH-Hot-standby（LACPonly）
R-Layer3S-Layer2U-inusef-failedtoallocateaggregatoru-unsuitableforbundlingw-waitingtobeaggregatedd-defaultportNumberofchannel-groupsinuse：
1Numberofaggregators：
1GroupPort-channelProtocolPorts
--+---+---+--
1Po1（SU）PAgPFa0/13（P）Fa0/14（P）
S1#
R2#conft
Enterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.
R2（config）#enablepasswordweiR2（config）#?
Configurecommands：
access-listAddanaccesslistentrybannerDefinealoginbannerbootBootCommandscdpGlobalCDPconfigurationsubcommandsclockConfiguretime-of-dayclockdoTorunexeccommandsinconfigmodeenableModifyenablepasswordparametersendExitfromconfiguremodeexitExitfromconfiguremodehostnameSetsystem'snetworknameinterfaceSelectaninterfacetoconfigureipGlobalIPconfigurationsubcommandslineConfigureaterminallineloggingModifymessageloggingfacilitiesmac-address-tableConfiguretheMACaddresstablemlsmlsglobalcommandsnoNegateacommandorsetitsdefaultsport-channelEtherChannelconfigurationprivilegeCommandprivilegeparametersserviceModifyuseofnetworkbasedservicessnmp-serverModifySNMPengineparametersR2（config）#port-channel?
load-balanceLoadBalancingmethodR2（config）#intport-channel1
R2（config-if）#intf0/13R2（config-if）#channel-group1modeon
%LINK-5-CHANGED：
InterfacePort-channel1,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetoup
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/13,changedstatetoupR2（config-if）#intf0/14R2（config-if）#channel-group1modeon
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfaceFastEthernet0/14,changedstatetoupR2（config-if）#intport-channel1
R2（config-if）#switchportmodetrunk
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetodown
%LINEPROTO-5-UPDOWN：
LineprotocolonInterfacePort-channel1,changedstatetoupR2（config-if）#speed100
%Commandnotavailableforfiberinterfaces.
R2（config-if）#duplexfull
%Co
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