通信行業(yè)資料：RCCP0201-局域網(wǎng)協(xié)議與技術(shù)

RCCP培訓(xùn)－

局域網(wǎng)協(xié)議與技術(shù)議程VLAN技術(shù)生成樹協(xié)議(STP，RSTP，MSTP）生成樹協(xié)議配置VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）

VLAN是在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上劃分出來(lái)的邏輯網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)于ISO模型的第二層網(wǎng)絡(luò)。VLAN的劃分不受網(wǎng)絡(luò)端口的實(shí)際物理位置的限制。VLAN有著和普通物理網(wǎng)絡(luò)同樣的屬性。第二層的單播、廣播和多播幀在一個(gè)VLAN內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)、擴(kuò)散，而不會(huì)直接進(jìn)入其他的VLAN之中。

有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

VLAN技術(shù)工程部市場(chǎng)部會(huì)計(jì)部一樓二樓三樓VLAN技術(shù)

IEEE于1999年正式簽發(fā)了802.1q標(biāo)準(zhǔn)，即VirtualBridgedLocalAreaNetworks協(xié)議，規(guī)定了VLAN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，從而使得不同廠商之間的VLAN互通成為可能。

DestSrcLen/EtypeDataFCSTPIDTCIDestSrcVLANIDCFIPriInsertx8100LenDataFCS標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀

帶有802.1q標(biāo)簽的以太網(wǎng)禎

IEEE802.1qSRCDESSRCDataDESDESSRCFCSFCSDESSRCFCSVLANID在STAR-S21以上交換機(jī)中：交換機(jī)與主機(jī)相連的端口稱為

Access端口對(duì)于交換機(jī)之間相連的端口稱為Trunk端口

IEEE802.1q創(chuàng)建VLAN100，將它命名為test的例子Switch#configureterminalSwitch(config)#vlan100Switch(config-vlan)#nametestSwitch(config-vlan)#end

把ethernet0/10作為access口加入了VLAN100

Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/10Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan100Switch(config-if)#end配置VLAN-Access配置VLAN-Trunk把Fa0/1配成Trunk口Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/1Switch(config-if)#

switchportmodetrunkSwitch(config-if)#end下面是一個(gè)把端口0/15配置為TRUNK端口，但是不包含VLAN2的例子：Switch(config)#interfacefastethernet0/15Switch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanremove2Switch(config-if)#endSwitch#showinterfacesfastethernet0/15switchportInterfaceSwitchportModeAccessNativeProtectedVLANlists------------------------------------------------------------------Fa0/15EnabledTrunk11Enabled1,3-4093顯示VLANSwitch#showvlanVLANNameStatusPorts----------------------------------------------1defaultactiveFa0/1,Fa0/2,Fa0/3,Fa0/4Fa0/6,Fa0/7,Fa0/8,Fa0/9Fa0/10,Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13Fa0/18,Fa0/19,Fa0/20,Fa0/212VLAN0002activeFa0/5,Gi0/24VLAN0004activeFa0/14,Fa0/15,Fa0/16,Fa0/175VLAN0005activeFa0/22,Fa0/23,Fa0/24,Gi0/1配置VLAN-Trunk議程VLAN技術(shù)生成樹協(xié)議(STP，RSTP，MSTP）生成樹協(xié)議配置冗余拓?fù)涞牟环€(wěn)定性2/22/11/11/2冗余鏈路會(huì)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定生成樹--802.1d

802.1d通過(guò)在網(wǎng)橋之間傳遞BPDU信息

網(wǎng)絡(luò)中選擇了一個(gè)網(wǎng)橋?yàn)楦鶚颍≧ootBridge）。

除根橋外的每個(gè)網(wǎng)橋都有一個(gè)根口（RootPort），即提供最短路徑到RootBridge的端口。

每個(gè)網(wǎng)橋都計(jì)算出了到根橋（RootBridge）的最短路徑。

每個(gè)LAN都有了指派網(wǎng)橋（DesignatedBridge），位于該LAN與根橋之間的最短路徑中。

根口（Rootport）和指派端口（Designatedport）進(jìn)入Forwarding狀態(tài)。

其他不在生成樹中的端口就處于Discarding狀態(tài)

生成樹--802.1d字節(jié)數(shù)域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay當(dāng)交換機(jī)初始化時(shí)，BridgeID=RootID生成樹選擇過(guò)程第一步：BridgeIDPriorityMACAddress2字節(jié)6字節(jié)先比較交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)（越小越優(yōu)先），再看MAC地址（越小越優(yōu)先）。生成樹選擇過(guò)程字節(jié)數(shù)域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第二步：最短的到根橋的PathCost值帶寬COST值10G21G4100M1910M100生成樹選擇過(guò)程字節(jié)數(shù)域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第三步：接收到的BPDU中的發(fā)送者BridgeID值比較來(lái)自于不同的交換機(jī)的BridgeID生成樹選擇過(guò)程字節(jié)數(shù)域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第四步：接收到的BPDU中的發(fā)送者PortID值PriorityPortNumber生成樹計(jì)時(shí)器時(shí)間Blocking(阻塞)20秒Listening(偵聽)Learning(學(xué)習(xí))15秒Forwarding(發(fā)送)15秒發(fā)送延遲發(fā)送延遲最大時(shí)間拓?fù)渥兓瘷C(jī)制拓?fù)涓淖兺負(fù)涓淖兺ㄖ⑼負(fù)涓淖儜?yīng)答消息拓?fù)涓淖兿?325566在一個(gè)大中型網(wǎng)絡(luò)中要等整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓樸穩(wěn)定為一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)就大約需要50秒，這樣的時(shí)間是無(wú)法忍受的！4ROOTRSTP技術(shù)RSTP是能夠在網(wǎng)絡(luò)拓樸發(fā)生變化的一瞬間恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)樹型結(jié)構(gòu)，達(dá)到快速收斂。拓?fù)渥兓瘷C(jī)制拓?fù)涓淖兺負(fù)涓淖兿?12整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓樸穩(wěn)定為一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)就大約需要1秒2快速生成樹與生成樹的兼容支持RSTP交換機(jī)A與僅支持STP交換機(jī)B連接交換機(jī)B換成了支持RSTP的交換機(jī)CSwitchA(RSTP)SwitchB(STP)STPBPDUSTPBPDUSwitchA(RSTP)SwitchC(RSTP)STPBPDUSTPBPDU快速生成樹與生成樹的兼容RSTP協(xié)議提供了protocol-migrationSwitchA(RSTP)SwitchC(RSTP)RSTPBPDURSTPBPDU802.1s(MSTP)

MSTP是在傳統(tǒng)的STP、RSTP的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新的生成樹協(xié)議，本身就包含了RSTP的快速FORWARDING機(jī)制

由于傳統(tǒng)的生成樹協(xié)議（802.1d、802.1w）與vlan沒(méi)有任何聯(lián)系，因此在特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎戮蜁?huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題如果在A和B間的鏈路給DISCARDING。由于交換機(jī)C、D不包含vlan1，無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)vlan1的數(shù)據(jù)包，這樣交換機(jī)A的vlan1就無(wú)法與交換機(jī)B的vlan1進(jìn)行通訊。

MSTP技術(shù)VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCDVLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCD802.1s(MSTP)instance：一臺(tái)交換機(jī)的一個(gè)或多個(gè)vlan的集合MSTregion：有著相同instance配置的交換機(jī)組成的域，運(yùn)行獨(dú)立的生成樹（IST，internalspanning-tree）CST（commonspanningtree）多個(gè)MSTregion組合

既避免了環(huán)路的產(chǎn)生，也能讓相同vlan間的通訊不受影響

MSTP技術(shù)VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCDMstregion1Mstregion2CSTMSTPregion的劃分MST配置名稱（name）：最長(zhǎng)可用32個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的字符串來(lái)標(biāo)識(shí)MSTPregion。MSTrevisionnumber：用一個(gè)16bit長(zhǎng)的修正值來(lái)標(biāo)識(shí)MSTPregion。(即2的16次方＝65536)MSTinstance—vlan

的對(duì)應(yīng)表：每臺(tái)交換機(jī)都最多可以新增64個(gè)instance，instance0是強(qiáng)制存在的，用戶還可以按需要分配1-4094個(gè)vlan

屬于不同的instance（0－64），未分配的vlan

缺省就屬于instance0。

MSTP技術(shù)注：instance0所對(duì)應(yīng)的生成樹稱為CIST（CommonInstanceSpanningTree）MSTPregion內(nèi)的生成樹（IST）

MSTP協(xié)議本身不關(guān)心一個(gè)端口屬于哪個(gè)vlan，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的vlan配置情況來(lái)為相關(guān)端口配置對(duì)應(yīng)的pathcost和priority，以防MSTP協(xié)議打斷了不該打斷的環(huán)路。

MSTP技術(shù)RegionRootACBRegion1:CISTACBRegion1:MST1RegionRootACBRegion1:MST2RegionRootMSTPregion間的生成樹（CST）CISTregionroot不一定是該region內(nèi)bridgeID最小的那臺(tái)交換機(jī)，它是指該region內(nèi)到CSTroot最小

pathcost的交換機(jī)。CISTregionroot的rootport對(duì)MSTI來(lái)說(shuō)有了個(gè)新的portrole，為“Masterport”，作為所有instance對(duì)外的“出口”，它對(duì)所有instance都是FORWARDING的。為了使拓樸更穩(wěn)定，我們建議每個(gè)Region對(duì)CSTroot的“出口在該Region的一臺(tái)交換機(jī)上

MSTP技術(shù)HopCountIST和MSTI已經(jīng)不用messageage和Maxage來(lái)計(jì)算BPDU信息是否超時(shí)，而是用類似于IP報(bào)文TTL的機(jī)制來(lái)計(jì)算，它就是hopcount。在region內(nèi)，從regionrootbridge開始，每經(jīng)過(guò)一個(gè)交換機(jī)，hopcount就會(huì)減1，直到為0則表示該BPDU信息超時(shí)，交換機(jī)收到hops值為0的BPDU就要丟棄它。為了和region外的STP、RSTP兼容，MSTP依然保留了messageage和Maxage的機(jī)制MSTP技術(shù)議程VLAN技術(shù)生成樹協(xié)議(STP，RSTP，MSTP）生成樹協(xié)議配置缺省的SpanningTree設(shè)置STP、RSTP、MSTP配置項(xiàng)目缺省值EnableStateDisable,不打開STPSTPModeMSTPSTPPriority32768STPportPriority128STPportcost根據(jù)端口速率自動(dòng)判斷HelloTime2秒Forward-delayTime15秒Max-ageTime20秒PathCost的缺省計(jì)算方法長(zhǎng)整型Tx-Hold-Count3Link-type根據(jù)端口雙工狀態(tài)自動(dòng)判斷Maximumhopcount20打開、關(guān)閉SpanningTree協(xié)議配置SpanningTree的模式STP、RSTP、MSTP配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-tree打開Spanningtree協(xié)議End退回到特權(quán)模式Showspanning-tree核對(duì)配置條目Copyrunning-configstartup-config保存配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-treemodemstp/rstp/stp切換Spanningtree模式End退回到特權(quán)模式Showspanning-tree核對(duì)配置條目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置交換機(jī)優(yōu)先級(jí)（SwitchPriority）STP、RSTP、MSTP配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-treemst

instance-id

prioritypriority

或Spanning-treeprioritypriority針對(duì)不同的instance配置交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)您不加instance參數(shù)時(shí)，即對(duì)instance0進(jìn)行配置。Instance-id,范圍為0-64Priority,取值范圍為0-61440，按4096的倍數(shù)遞增，缺省值為32768。End退回到特權(quán)模式Showspanning-treemst

instance-id核對(duì)配置條目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置端口的路徑花費(fèi)（PathCost）STP、RSTP、MSTP配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Interface

interface-id進(jìn)入該interface的配置模式，合法的interface包括物理端口和AggregateLink。Spanning-treemst

instance-id

costcost或Spanning-treecost

cost針對(duì)不同的instance配置端口的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)您不加instance參數(shù)時(shí)，即對(duì)instance0進(jìn)行配置。Instance-id,范圍為0-64Cost配置該端口上的花費(fèi)，取值范圍為1-200,000,000。缺省值為根據(jù)interface的鏈路速率自動(dòng)計(jì)算。End退回到特權(quán)模式。Showspanning-treeinterface

interface-id

或Showspanning-treemst

instance-id

interfaceinterface-id核對(duì)配置條目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置HelloTime配置Forward-DelayTimeSTP、RSTP、MSTP配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-treehello-time

seconds配置hellotime,取值范圍為1-10秒，缺省值為2秒End退回到特權(quán)模式Copyrunning-configstartup-config保存配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-treeforward-time

seconds配置forwarddelaytime,取值范圍為4-30秒，缺省值為15秒End退回到特權(quán)模式Copyrunning-configstartup-config保存配置配置MSTPregionSTP、RSTP、MSTP配置命令含義Configureterminal進(jìn)入全局配置模式Spanning-treemst進(jìn)入MST配置模式Instance

instance-id

vlan

vlan-range把vlan組添加到一個(gè)MSTinstance中Instance-id,范圍為0-64Vlan-range,范圍為1-4094同樣，也可用no命令把vla