透过门缝看“STP”

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STP

背景

  • 网络安全3要素:机密性、完整性、可用性;

  • 为了保证网络安全3要素中的可用性要求,需要对主干网络中的核心交换机进行热备份,防止核心交换机出现故障后,网络瘫痪;

  • 热备份交换机往往会形成网络环路,导致广播风暴产生,引起网络阻塞或不稳定现象;

定义

STP: spanning tree protocol 生成树协议,在网络中以树的结构去避免环路。

  • 生成树协议STP(Spanning Tree Protocol):运行STP协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路,并有选择的对某个端口进行阻塞,最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构,从而防止报文在环形网络中不断循环,避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。
  • STP可以发现环路后,通过内部STP选举过程,找出一个或多个端口进行阻塞,从而实现破除网络环路的目的。
为什么会设计出这协议?

因为使用备份设备,或者多个交换机互联可能形成网络环路,引发广播风暴。

命令

  • 查看STP信息
dis stp
  • 查看STP简略信息(端口状态)
dis stp brief
  • 查看端口STP信息(端口ID)
dis stp int g编号
  • 设置根网桥(优先级值为0,值越小优先级越高)
stp root primary
  • 设置备份根网桥(优先级值为4096)
stp root secondary
  • 设置网桥优先级值(取值范围:[0,61440],必须是4096的倍数)
stp priority 值
  • 更改成本模式为华为计算方法
stp pathcost-standard legacy
  • 设置端口成本值(取值范围:[1,200000],不推荐)
stp cost 成本值
  • 配置端口优先级值([取值范围:[0,240],必须为16倍数])
stp port priority 值

选举

选举根网桥

  • 网桥ID最小为根网桥,且一个网络环路中只有一个根网桥;
  • 网桥ID:优先级.MAC地址,优先级值默认为32768
32768.4c1f-cca4-1cac

选举根端口(ROOT)

  • 在每个非根网桥上选择一个根端口;

  • 选举规则:

    • 根路径开销最小为根端口(根路径开销与链路成本相关,而链路成本与链路带宽相关);
    • 直连网桥与根网桥直连优先考虑,直连网桥ID最小为根端口;
    • 发送网桥端口ID最小为根端口;
    端口优先级默认为128
    端口优先级.端口编号
    

选举指定端口(DESI)

  • 在每条链路上选择一个指定端口;

  • 选举规则:

    • 根网桥上的端口都为指定端口;
    • 根路径开销最小为根端口(根路径开销与链路成本相关,而链路成本与链路带宽相关);
    • 直连网桥与根网桥直连优先考虑,直连网桥ID最小为指定端口;
    • 发送网桥端口ID最小为指定端口;
    端口优先级默认为128
    端口优先级.端口编号
    

选举阻塞端口(ALTE)

  • 其余未被选中的为阻塞端口;
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路径开销

  • 思科设备使用802.1d标准,华为设备使用的802.1t,使用802.1t标准不支持修改成本值,需要更改为华为计算方式;
端口速度端口模式802.1d802.1t华为算法
1000MbpsFull-Duplex42000020
Aggregated Link 2 Ports31000018
Aggregated Link 3 Ports3666616
Aggregated Link 4 Ports3500014

案例

  • 选举推断
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  • 更改阻塞端口

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