淺談生成樹
- 企業內網結構
生成樹協議—STP(802.1D)
- 樹根裝置到每臺裝置僅存在一條最佳路徑；
- 邏輯上阻塞部分介面；
- 當最佳路徑故障，阻塞介面就會開啟，恢復通訊。
交換機溝通使用資料幀——BPDU(橋協議資料單元），它是跨層到二層封裝。BPDU資料幀預設不存在任何一個vlan，故存在vlan的裝置上，該資料基於本徵vlan存在。
2.1 3類BPDU
總結 1. 根網橋——配置BPDU——包含拓撲資訊
2. 網路結構發生變化：A 非根網橋的阻塞埠斷開——TCN——不包含拓撲資訊，不會使網路重新收斂。
B 非根網橋的根埠斷開——次優BPDU（配置BPDU,不屬於根網橋的）
2.2 802.1D演算法，角色選舉
2.3 802.1D 埠狀態
| 埠狀態 |
介面指示燈 |
時間 |
工作過程 |
| down |
未亮 |
- |
介面沒有工作 |
| listen |
橙色 |
15s |
每臺交換機發送BPDU,進行選舉各種角色 |
| block |
橙色 |
- |
非指定埠在偵聽完成後就進入 |
| learn |
橙色 |
15s |
除了非指定介面，其他介面學習mac地址，生成cam表 |
| forward |
綠色 |
- |
根埠，指定埠在學習狀態完成後，進行轉發資料。 |
2.4 802.1D 演算法的收斂時間
802.1D演算法的缺點：收斂速度慢；鏈路利用率低（正常情況下，備份鏈路始終不工作）
- PVST(CISCO私有）
PVST——基於vlan的生成樹——一個vlan一棵樹，每棵樹都是獨立的，依然使用802.1D演算法收斂。
不同vlan的網橋優先順序=網橋自身的優先順序+vlan id，網橋自身的優先順序，可以進行人為
地修改。
切記:一臺裝置加入某棵vlan的樹，前提是該交換機存在該vlan；該交換機存在該vlan
的活動介面或者存在trunk幹道；
缺點：私有性，相容性差；樹多較難管理 ；收斂慢 ；trunk幹道僅支援ISL封裝。
- PVST+
對PVST進行升級——相容了trunk幹道802.1q封裝技術；可以做部分的加速優化。
4.1部分加速
| 型別 |
應用場景 |
工作過程 |
| 埠加速 |
連線pc的介面 |
跨過生成樹選舉，直接進入轉發狀態 |
| 上行鏈路加速 |
僅用於接入層裝置 |
若該裝置滿足直連檢測條件，那麼將阻塞埠直接變為根埠，進入轉發狀態。全域性配置模式下spanning-tree uplinkfast
|
| 骨幹加速 |
所有交換機 |
若一個阻塞埠收到次優BPDU時，將20s hold time+30s收斂，開啟骨幹 加速後；省略20s的hold time |
優點：提高鏈路利用率；支援trunk幹道dot1q技術；部分加速。
缺點：樹多難管理；加速不徹底。
- RSTP/RPVST與802.1W
| 區別與聯絡 型別 |
RSTP/RPVST |
802.1W |
| 不同點 |
每個vlan有一個獨立的樹 |
所有vlan共用一個樹 |
| 相同點 |
快速收斂1-2s完成收斂，提速的 原理一致 |
|
快速的原理：
- 取消了計時器，而是在一個狀態工作完成後，直接進入下一狀態；
- 分段式同步，兩臺裝置間逐級收斂；使用請求和同一標記；依賴標記位的第1和第6位
- BPDU的保活為6s；hello time 2s；
4、將埠加速（邊緣介面）、上行鏈路加速、骨幹加速集成了。
5、相容802.1d和PVST，但802.1d和PVST沒有使用標記位中的第1-6位，故不能快速收斂；因此如果網路中有一臺裝置不支援快速收斂，那麼其他開啟快速收斂的裝置也不能快速；
6、當tcn訊息出現時，不需要等待根網橋的BPDU，就可以重新整理本地的cam表；
狀態變化：將阻塞狀態和偵聽狀態合為丟棄狀態
角色變化：將非指定埠——替代介面； 阻塞埠——備份介面
啟動快速生成樹，所有交換機全部需啟動；
sw1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst
切記：
預設介面為半雙工（10M）時，介面型別為共享；全雙工時為點到點；
共享型介面依然執行慢速生成；只有點到點介面可以快速；
故建議將共享型介面修改為點到點型
sw1(config)#interface range ethernet 0/0 -1
sw1(config-if-range)#spanning-tree link-type point-to-point