Por favor

Uno, protocolo STP

Protocolo STP: Protocolo de árbol de expansión.

2. ¿Por qué existe un protocolo STP?

Porque cuando hay un bucle, la retransmisión provocará una tormenta de retransmisiones en toda la red, por lo que es necesario romper las condiciones de generación, y el protocolo STP es un medio importante para resolver la tormenta de retransmisiones de dos capas. Además, bloquearemos algunos puertos para interrumpir la generación del ciclo. Condición, cuando el enlace tiene un problema, estos puertos bloqueados pueden pasar al estado de reenvío para realizar la copia de seguridad del enlace.

BPDU

1. ¿Qué es BPDU?

BPDU: Unidad de datos de protocolo puente.
Se realizan varias elecciones de STP mediante el intercambio de mensajes BPDU, y las BPDU se encapsulan directamente en tramas Ethernet.
Para todos los SW que participan en STP, obtienen la información de otros SW en la red a través del intercambio de datos, y este tipo de mensaje se denomina BPDU.
BPDU es un protocolo encapsulado directamente en la segunda capa.

En segundo lugar, la función de BPDU

caracteristicas:

Puente raíz electoral
Determinar la ubicación de rutas redundantes
Evite los bucles bloqueando puertos específicos
Notificar cambios en la topología de la red
Supervisar el estado del árbol de expansión

Tres, el tipo de BPDU

Hay dos tipos de BPDU:

BPDU de configuración:
generalmente enviado por el puente raíz a intervalos periódicos, incluidos los parámetros STP, utilizados para varias elecciones.
TCN (notificación de cambio de topología) BPDU:
esta BPDU se genera cuando el conmutador detecta un cambio de topología y puede enviarse mediante un puente no raíz.

Puerto

1. Función del puerto

RP: Puerto raíz. Hay uno y solo uno en cada puente no raíz, y se elige el puerto raíz con el menor costo de ruta en el puente raíz.
DP: especifique el puerto. Cada puerto en el puente raíz es un puerto designado y el puerto que necesita reenviar datos en un puente que no es raíz también es un puerto designado.
AP: Puerto de reserva. El estado de la interfaz es el estado de bloqueo, solo recibe BPDU, no envía BPDU.

Dos, descripción del estado del puerto

Deshabilitado (estado deshabilitado): no reenvíe tramas de datos, no aprenda la tabla de direcciones MAC y no participe en el cálculo del árbol de expansión.
Bloqueo (estado de bloqueo): no reenvíe tramas de datos, no aprenda la tabla de direcciones MAC, reciba y procese BPDU y no envíe BPDU.
Escucha (estado de escucha): no reenvíe tramas de datos, no aprenda la tabla de direcciones MAC, participe en el cálculo del número de generaciones, reciba y envíe BPDU.
Aprendizaje (estado de aprendizaje): no reenvía tramas de datos, aprende la tabla de direcciones MAC, participa en los cálculos del árbol de expansión y recibe y envía BPDU.
Reenvío (estado de reenvío): reenvío de tramas de datos, aprendizaje de la tabla de direcciones MAC, participación en el cálculo del árbol de expansión, recepción y envío de BPDU.

Tres, transición de puerto

La transición del puerto de Bloqueo a Reenvío tiene un retraso de 50 S, Bloqueo a Escuchar tiene un tiempo de envejecimiento de 20 S, Escuchar a Aprender tiene un tiempo de transición de 15 S y Aprender a Reenviar tiene un tiempo de transición de 15 S.

Cuarto, elección de roles

Reglas para elegir el conmutador raíz:
BID más bajo = prioridad de puente + dirección MAC (cuanto más pequeño, mejor)
Reglas para elegir puertos raíz y puertos designados:

menor costo de ruta al puente raíz (el menor costo de ruta a la raíz)
BID del remitente más bajo (BID del remitente más pequeño)
ID de puerto del remitente más bajo (el PID del remitente más pequeño) prioridad del puerto (predeterminado 128) + número de puerto del remitente

5. Algunos factores que influyen en las elecciones

1. Costo de ruta:

BW	COSTO
10M	100
100 millones	19
1G	4
10G	2

2. Modifique el comando de prioridad de la interfaz del puente (puerto):
Ejemplo: [SW1-Ethernet0 / 0/1] stp puerto prioridad 0 (el valor es un múltiplo de 16)

Seis, el puente raíz

Hay dos formas de configurar el puente raíz:
1. Modificar el comando de prioridad del puente:
Ejemplo: [SW1] prioridad stp 0 (el valor debe establecerse en un múltiplo de 4096)
2. Establecer este puente como puente raíz
Ejemplo: [SW1 ] stp root principal (la prioridad pasará a ser 0)

RSTP

RSTP: Protocolo de árbol de expansión rápida.
Función: acorte el tiempo excesivo de expansión del puerto del árbol desde el bloqueo hasta el estado de reenvío.
Cómo habilitar el árbol de expansión rápido
[] stp enable
[] stp mode rstp

MSTP

1. MSTP

MSTP: Protocolo de árbol de expansión de instancias múltiples.

En segundo lugar, el papel de MSTP

Función: deje que un vlan especificado o varios vlans generen un árbol para lograr el equilibrio de carga del enlace.

Ejemplo:

[LSW1]stp mode mstp	        #stp模式设置为mstp
[LSW1]stp region-configuration     #进入mstp设置模式
[LSW1-mst-region]region-name huawei	     #区域名为huawei 
[LSW1-mst-region]revision-level 1	    #版本级别为1
[LSW1-mst-region]instance 1 vlan 10	    #定义实例1为vlan10
[LSW1-mst-region]instance 2 vlan 20	    #定义实例2为vlan20
[LSW1-mst-region]active region-configuration     #对mstp配置保存
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW1-mst-region]q
[LSW1]stp instance 1 root primary      #定义本交换机为实例1的根
[LSW1]stp instance 2 root secondary    #定义本交换机为实例2的备选根

Tres, instancia de MSTP:

Inserte la descripción de la imagen aquí
LSW1:

<Huawei>undo ter mo
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname LSW1
[LSW1]vlan bat 10 20
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW1]int e0/0/1	
[LSW1-Ethernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 10	
[LSW1-Ethernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW1-Ethernet0/0/1]int g0/0/1
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 10
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]int e0/0/2	
[LSW1-Ethernet0/0/2]port link-type trunk	
[LSW1-Ethernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 10 20
[LSW1-Ethernet0/0/2]q
[LSW1]stp mode mstp	
[LSW1]stp region-configuration 
[LSW1-mst-region]region-name huawei	
[LSW1-mst-region]revision-level 1	
[LSW1-mst-region]instance 1 vlan 10	
[LSW1-mst-region]instance 2 vlan 20	
[LSW1-mst-region]active region-configuration 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW1-mst-region]q
[LSW1]stp instance 1 root primary 
[LSW1]stp instance 2 root secondary

LSW2

<Huawei>undo ter mo
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname LSW2
[LSW2]vlan bat 10 20
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW2]int e0/0/1	
[LSW2-Ethernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 20	
[LSW2-Ethernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW2-Ethernet0/0/1]int g0/0/1
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 20
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]int e0/0/2	
[LSW2-Ethernet0/0/2]port link-type trunk	
[LSW2-Ethernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 10 20
[LSW2-Ethernet0/0/2]q
[LSW2]stp mode mstp	
[LSW2]stp region-configuration 
[LSW2-mst-region]region-name huawei	
[LSW2-mst-region]revision-level 1	
[LSW2-mst-region]instance 2 vlan 20	
[LSW2-mst-region]instance 1 vlan 10	
[LSW2-mst-region]active region-configuration 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW2-mst-region]q		
[LSW2]stp instance 1 root secondary 	
[LSW2]stp instance 2 root primary

LSW3

<Huawei>
<Huawei>undo ter mo
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname LSW3
[LSW1]vlan bat 10 20
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[LSW3]int e0/0/1	
[LSW3-Ethernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 10	
[LSW3-Ethernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW3-Ethernet0/0/1]int e0/0/2
[LSW3-Ethernet0/0/2]port hybrid pvid vlan 20
[LSW3-Ethernet0/0/2]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW3-Ethernet0/0/2]int e0/0/3
[LSW3-Ethernet0/0/3]port hybrid pvid vlan 10
[LSW3-Ethernet0/0/3]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW3-Ethernet0/0/3]int e0/0/4
[LSW3-Ethernet0/0/4]port hybrid pvid vlan 20
[LSW3-Ethernet0/0/4]port hybrid untagged vlan 10 20
[LSW3-Ethernet0/0/4]q
[LSW3]stp mode mstp
[LSW3]stp region-configuration 
[LSW3-mst-region]region-name huawei	
[LSW3-mst-region]revision-level 1	
[LSW3-mst-region]instance 1 vlan 10	
[LSW3-mst-region]instance 2 vlan 20	
[LSW3-mst-region]active region-configuration 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>undo ter mo
Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname R1
[R1]interface g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.10.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]interface g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.20.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]q
[R1]interface loop	
[R1]interface LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 24

Resultado de la comunicación:

PC>ping 192.168.20.10    #PC1通讯PC2：

Ping 192.168.20.10: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 192.168.20.10: bytes=32 seq=1 ttl=127 time=109 ms
From 192.168.20.10: bytes=32 seq=2 ttl=127 time=156 ms
From 192.168.20.10: bytes=32 seq=3 ttl=127 time=110 ms
From 192.168.20.10: bytes=32 seq=4 ttl=127 time=140 ms
From 192.168.20.10: bytes=32 seq=5 ttl=127 time=141 ms

--- 192.168.20.10 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  5 packet(s) received
  0.00% packet loss
  round-trip min/avg/max = 109/131/156 ms

PC>ping 192.168.10.10     #PC2通讯PC1：

Ping 192.168.10.10: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 192.168.10.10: bytes=32 seq=1 ttl=127 time=141 ms
From 192.168.10.10: bytes=32 seq=2 ttl=127 time=140 ms
From 192.168.10.10: bytes=32 seq=3 ttl=127 time=125 ms
From 192.168.10.10: bytes=32 seq=4 ttl=127 time=125 ms
From 192.168.10.10: bytes=32 seq=5 ttl=127 time=156 ms

--- 192.168.10.10 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  5 packet(s) received
  0.00% packet loss
  round-trip min/avg/max = 125/137/156 ms

para resumir

En un entorno de red complejo, inevitablemente se producirán bucles. Debido a la necesidad de respaldo redundante, los diseñadores de red tienden a implementar múltiples enlaces físicos entre dispositivos, uno de los cuales se usa como enlace principal y los otros enlaces se usan para respaldo, lo que puede causar bucles.
El bucle generará una tormenta de transmisión, que eventualmente hará que todos los recursos de la red se agoten y la red se paralice y no esté disponible. El bucle también puede hacer que la tabla de direcciones MAC oscile y que se destruyan las entradas de la tabla de direcciones MAC.
Para romper el bucle, se puede utilizar el protocolo de capa de enlace de datos STP. Los dispositivos que ejecutan este protocolo descubren bucles en la red a través de información mutua, bloquean selectivamente un determinado puerto y finalmente recortan la estructura de la red en anillo a un bucle La estructura de red en forma de árbol de la carretera evita que los paquetes circulen continuamente en la red en anillo y evita que el dispositivo reciba el mismo paquete repetidamente y provoque una caída de la capacidad de procesamiento.

Introducción al protocolo STP / RSTP / MSTP