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华为交换机 STP MSTP BPDU保护 边缘端口 BPDU过滤 根保护 环路保护 TC保护-北京赛维博信科技发展有限公司
来源:本人摘自网络,如有侵权请联系删除 | 作者:毛豆 | 发布时间: 2025-08-11 | 201 次浏览 | 分享到:





前言

以太网交换网络中为了进行链路备份,提高网络可靠性,通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路,引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象,从而导致用户通信质量较差,甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题,提出了生成树协议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。


由于STP拓扑收敛速度慢,IEEE在2001年发布了802.1w标准定义了RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)。RSTP在STP基础上进行了改进,实现了网络拓扑快速收敛。


多生成树协议MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)是IEEE 802.1s中定义的生成树协议,通过生成多个生成树,来解决以太网环路问题。


01

原理


交换网络广播风暴

        ●交换机物理布局是环状(线路备份)

        ●交换机之间互相转发未知地址的数据帧


线路备份,形成无环拓扑避免广播风暴=>生成树协议


物理有环,逻辑无环。


STP典型应用组网图


MSTP多进程应用示意图



02

 生成树协议的算法


  • 每个广播域选择根网桥   root bridge

  • 每个非根网桥选择根端口   root port

  •  每个网段上选择指定端口 desigenated port


  •     每个广播域有且仅有一个根网桥

  •     每个非根网桥上有且仅有一个根端口

  •     每个网端上有且仅有一个指定端口


 根网桥:优先级+MAC地址

        先对比优先级,默认优先级32768,优先级值越小优先级越大,

        网桥的MAC地址值越小优先级越大

    网桥优先级:

            ●范围 0-65535

            ●默认值 32768

            ●步长 4096


display bridge mac-address  \查看交换机简要MAC

选阻塞端口:

    ①根交换机

        1.对比桥ID

            ●桥ID=桥的优先级+桥的MAC


    ②RP根端口

        1.此端口到达根网桥路的路径成本之和最低的(开销最小的)

            10M      开销2000000

            100M     开销200000

            1000M    开销

        2.直连的网桥ID最小的(桥的优先级+桥的MAC)

        3.端口标识最小的(桥优先级和MAC一样情况出现在两台交换机连接多条线路)

            ●端口标识=端口优先级+端口号

                    ●端口优先级:0-240 默认值128 步长16


    ③DP指定端口     #每条线路上选一个指定

        2.根桥上的端口全是指定端口

        2.在每个网段上都有一个指定端口

        3.非根网桥上的指定端口,选择顺序:

            ●端口所在交换机到根网桥的成本开销小的

            ●端口所在交换机的端口所属网桥ID小的(桥的优先级+桥的MAC)

            ●端口标识小的(端口优先级+端口号)


    ④AP阻塞端口            


[HUAWEI]display stp brief   \查看交换机STP端口角色

 MSTID  Port            (端口角色)Role  STP State     Protection                                

   0    Ethernet0/0/1       (阻塞)ALTE  DISCARDING      NONE

   0    Ethernet0/0/2       (指定)DESI  FORWARDING      NONE

   0    Ethernet0/0/3     (根端口)ROOT  FORWARDING      NONE

                (异常) MAST


个人总结:

    1选择根交换机

    2根交换机上所有相连的端口都是DP指定端口

    3根交换机相连下一跳接口都是RP根端口

    4每个网段上都有DP指定端口

        路径开销小的

        桥优先级小的

        桥MAC小的

        端口标识小的

    5剩余的就是阻塞端口


03

     BPDU桥协议数据单元

    类型:

        配置BPDU

        拓扑变更通告(TCN)BPDU


04

 交换机在stp中端口的五种状态

    禁用    Disabled    强制关闭

    阻塞    Blocking    只接收BPDU

    侦听    Listening    构建“活动”拓扑

    学习    Learning    构建网桥表

    转发    Forwarding     发送/接收用户数据


    阻塞→20秒→侦听→15秒→学习→15秒→转发

    生成树收敛时间50秒

    转发延迟15秒

    最大老化时间20秒

    HELLO时间2秒


05

生成树基本命令

    stp enable      \开启生成树协议

    stp disable     \关闭生成树协议

    stp mode STP    \生成树协议            

    stp mode RSTP    \快速生成树协议

    stp mode MSTP    \多生成树协议


stp priority 4096      \更改STP优先级  #需要是4096的倍数

#

interface GigabitEthernet 0/0/1

    stp cost 20000    \修改开销值   #不建议修改使用默认即可

    stp enable       \接口开启STP  #连接交换机设备开启

    stp disable      \接口关闭STP  #连接PC设备可关闭

06

多生成树MSTP:(基于vlan的)


负载均衡和容错

        为网络生成多条路,每一条路允许一些vlan来通过。

    创建路(指定特定的根网桥=>这条路允许谁通过)


    每个交换机都要一摸一的配置

    stp enable                        \开启stp

    stp mode mstp                    \更改为mstp

    stp region-configuration        \进入生成树区域配置

      region-name 名字                \给区域命名    #英文或数字不能中文

      revision-level 1

      instance 1 vlan 10 20            \创建实例1(第一条路),并将vlan10和20加入

      instance 2 vlan 30 40            \创建实例2(第二条路),并将vlan30和40加入

      active region-configuration    \激活区域配置

    stp instance 1 priority 4096    \设置实例1(第一条路)的优先级


    stp instance 1 root priority    \设置实例1(第一条路)为主根(改优先级为0)

    stp instance 1 root secondary    \设置实例1(第一条路)为备根(改优先级为4096)


1,BPDU保护


   边缘端口:接入交换机不用重新计算,立马进入转发状态。//不接收BPDU,再次接受BPDU会再次参与计算。

   注意:边缘端口收到BPDU后,会参与STP计算  ,导致二层网络动荡,所以说配置BPDU保护,基于边缘端口的技术,当配置BPDU保护的设备对应的边缘端口收到BPDU时,边缘端口状态为DOWN ,从而使这个端口不参与计算。

#

interface g0/0/1

 stp edged-port enable     //配置边缘端口

 stp bpdu-protection    //收到bpdu报文会自动shutdown

#

边缘端口down掉之后,两种恢复方式:

    ---手动恢复

    #

    interface g0/0/1

         undo  shutdown

    #

    ---自动恢复:会自动执行undo shutdown

    #    

    error-down auto-recovery cause bpdu-protection interval 30    //30秒自动恢复

    #


验证命令:  

        display stp               //验证整个交换机全局是否开启BPDU保护,默认是disable ;

        display stp interface g0/0/1 //查看接口是否开启了边缘端口特性以及BPDU保护特性;


2.BPDU过滤:在access接口使用,如果在其他接口会形成环路。


  不接收BPDU,也不发送BPDU


  ----不应该在交换机与交换机之间使用,应该在ACCESS类型的接口上使用。


  ----如果应用在交换机与交换机的端口上,一个物理网段连接的两端都是指定端口,所以会形成环路。

#

interface g0/0/1

 stp bpdu-filter enable


3,根保护:


在指定接口才能激活在二层环形网络里面,为了保护网络的稳定性,在指定接口上配置根保护功能,使从此接口接入的交换机(优先级最小),不能影响当前网络的根网桥的选举,如果配置根保护的指定端口收到BPDU,端口状态将变成DISCARDING。

#

interface g0/0/1    

 stp root-protection    //让端口变成指定端口


4,环路保护:


由于系统资源导致的BPDU发送延迟,使对端在发送BPDU周期的3倍过后,会更改端口的角色,从而会影响STP转发路径,可能会导致环路,所以在对端的根端口或者根端口的替换端口上配置:

#

interface g0/0/1

 stp loop-protection    //使用在根端口上


5,TC保护:


连接终端的接口一般为边缘端口,在系统视图下配置TC保护,表明在周期内发送有限的TC-BPDU,从而遏制大批量的TC-BPDU发送到网络中,影响网络的稳定性,超过设定的阈值次数就不再接收TCBPDU,周期一到统一处理一次。

#

stp tc-protection threshold 3(1-255)

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