09 STP Principles and Configuration.pptx

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1. Course Code Product Zhu Shigeng (employee ID: 00261992) 2019-11-11 Reviewer/ID New

2. Princípios e configuração do STP

3. Em uma rede de comutação Ethernet, links redundantes são usados para implementar backup de link e aumentar a confiabilidade da rede . No entanto , o uso de links redundantes pode produzir loops, levando a controles de transmissão e a uma tabela de endereço MAC instável . Como resultado , a comunicação na rede pode se deteriorar ou até mesmo ser interrompida . Para evitar loops, o IEEE introduziu o STP (Spanning Tree Protocol). Dispositivos executando STP trocam BPDUs (Bridge Protocol Data Units) STP para descobrir loops na rede e bloquear portas apropriadas . Isso permite que uma topologia de anel seja aparada em uma topologia em árvore sem loop, evitando o loop infinito de pacotes e garantindo a capacidade de processamento de pacotes dos dispositivos . O IEEE introduziu o RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) para melhorar a velocidade de convergência da rede .

4. Após a conclusão deste curso , você será capaz de: Descrever as causas e os problemas dos loops de Camada 2 em uma rede de comutação de campus. Descrever os conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP . Diferenciar STP de RSTP e descrever a melhoria do RSTP em relação ao STP . Concluir as configurações básicas do STP . Entender outros métodos para eliminar loops da Camada 2 na rede de comutação , exceto STP .

5. Visão geral do STP Conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP Configurações básicas do STP Melhorias realizadas no RSTP Avanço do STP

6. Histórico técnico : Redundância e loops em uma rede de comutação de Camada 2 Loops da Camada 2 introduzidos junto com a redundância Uma rede sem projeto de redundância O switch de acesso tem apenas um uplink e nenhuma redundância está disponível . Se ocorrer uma falha , o PC downstream será desconectado . Switch de acesso Switch de agregação Há apenas um switch de agregação e nenhuma redundância está disponível . Se ocorrer uma falha , o host downstream será desconectado . Switch de agregação Switch de agregação Switch de acesso Loop da Camada 2 A redundância da rede é aprimorada , mas ocorre um loop da Camada 2.

7. Histórico técnico : Loops da Camada 2 causados por erros humanos Caso 2 Caso 1 Loop da Camada 2 Loop da Camada 2 Operações incorretas : Por exemplo , conexões de cabos entre dispositivos estão incorretas . Configurações manuais incorretas : Por exemplo , o administrador da rede não vincula o link entre SW1 e SW2 a um link lógico (link de agregação ), causando loops na Camada  2. SW1 SW2

8. Problemas causados por loops de Camada 2 Quadros BUM: quadros broadcast, unicast desconhecido e multicast Quadro BUM 1 2 2 3 3 4 4 Problema típico 2: Oscilação do endereço MAC Problema típico 1: Controle de Transmissões Quando o SW3 recebe os quadros BUM, ele os inunda . Depois que SW1 e SW2 recebem os quadros BUM, eles os inundam novamente . Como resultado , os recursos de rede se esgotam e a rede fica indisponível . SW1 SW2 SW3 Quadro BUM Endereço MAC de origem : 5489- 98EE - 788A 1 SW1 SW2 SW3 GE0 /0/1 GE0 /0/2 O SW1 é usado como exemplo . O endereço MAC de 5489- 98EE - 788A é frequentemente alternado entre GE0 /0/1 e GE0 /0/2, causando oscilação do endereço MAC.

9. Introdução ao STP Quando o STP é implantado em uma rede , os switches trocam BPDUs STP e calculam uma topologia sem loop. Finalmente , uma ou mais portas na rede são bloqueadas para eliminar os loops. STP STP STP BPDUs SW1 ( Raiz ) SW1 SW2 SW3 SW2 SW3 Elimine o loop da Camada 2 Porta bloqueada

10. O STP pode responder dinamicamente às mudanças na topologia da rede e ajustar as portas bloqueadas O STP executado em um switch monitora continuamente a topologia da rede . Quando a topologia de rede muda , o STP pode detectar essas mudanças e ajustar automaticamente a topologia de rede . Portanto , o STP pode resolver o problema do loop da Camada 2 e fornecer uma solução para a redundância da rede . Porta bloqueada Falha do link SW1 SW2 SW3 SW1 SW2 SW3 Porta restaurada 1 2 3

11. Perguntas e respostas : Loops da Camada 2 e Camada 3 Causa raiz comum : loop de roteamento Os protocolos de roteamento dinâmico têm certos recursos de prevenção de loop. O campo TTL no cabeçalho de pacote IP pode ser usado para impedir o encaminhamento infinito de pacotes . Causa raiz comum : A redundância da Camada 2 está implantada na rede ou os cabos estão conectados incorretamente . Protocolos ou mecanismos específicos são necessários para implementar a prevenção de loop da Camada 2. O cabeçalho do quadro da Camada 2 não contém nenhuma informação para evitar que os quadros de dados sejam encaminhados infinitamente . Loop da Camada 2 Loop da Camada 3

12. Aplicação do STP em uma rede de campus ... ... ... Internet Rede da camada 3 Rede da camada 2 Ambiente de execução do STP

13. O STP é usado em uma LAN para evitar loops. Os dispositivos que executam o STP trocam informações entre si para descobrir loops na rede e bloqueiam certas portas para eliminar loops. Depois de rodar em uma rede , o STP monitora continuamente o status de rede . Quando a topologia da rede muda , o STP pode detectar a mudança e responder automaticamente a ela . Dessa forma, o status de rede pode se adequar à nova topologia , garantindo a confiabilidade da rede . Com o crescimento em escala das LANs, o STP tornou -se um protocolo importante para uma LAN. Visão geral do STP

14. Visão geral do STP Conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP Configurações básicas do STP Melhorias realizadas no RSTP Avanço do STP

15. Conceitos básicos do STP : BID ID da ponte (BID) Conforme definido no IEEE 802.1D , um BID consiste em uma prioridade de ponte de 16 bits e um endereço MAC de ponte . Cada switch que executa o STP tem um BID exclusivo . A prioridade da ponte ocupa os 16 bits mais à esquerda e o endereço MAC ocupa os 48 bits mais à direita . Em uma rede STP , o dispositivo com o menor BID atua como ponte raiz . SW1 SW2 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c SW3 Observação : Uma ponte é um switch. Prioridade da ponte Endereço MAC da ponte BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

16. Conceitos básicos do STP : Ponte Raiz Ponte Raiz Uma das principais funções do STP é calcular uma árvore STP sem loop em toda a rede de comutação . A ponte raiz é a raiz de uma rede STP . Depois que o STP começa a funcionar , ele elege uma ponte raiz na rede de comutação . A ponte raiz é a chave para o cálculo da topologia da árvore de abrangência e é a raiz da topologia sem loop calculada pelo STP . Em uma rede STP , o dispositivo com o menor BID atua como ponte raiz . Durante a comparação do BID, os dispositivos comparam primeiro as prioridades da ponte . Um valor de prioridade menor indica uma prioridade mais alta de um dispositivo . O switch com o menor valor de prioridade torna -se a ponte raiz . Se os valores de prioridade forem os mesmos , o switch com o menor endereço MAC se tornará a ponte raiz . SW1 SW2 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c SW3 Ponte Raiz BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

17. Conceitos básicos do STP : Custo Custo Cada porta habilitada para STP mantém um custo . O custo de uma porta é usado para calcular o custo do caminho raiz (RPC), ou seja , o custo do caminho até a raiz . O custo padrão de uma porta está relacionado à taxa, ao modo de trabalho e ao método de cálculo de custo do STP usado por um switch. Uma largura de banda de porta mais alta indica um custo menor . Você também pode executar comandos para ajustar o custo de uma porta, conforme necessário . SW1 SW2 SW3 Custo = 500 Custo = 500 Custo = 20000 Custo = 20000 Custo = 20000 Custo = 20000 BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

18. Conceitos básicos do STP: Métodos de cálculo de custo Taxa de porta Modo de porta Custo do STP recomendado IEEE 802.1d -1998 IEEE 802.1t Padrão legado da Huawei 100 Mbit/s Half duplex 19 200.000 200 Full duplex 18 199.999 199 Link agregado : duas portas 15 100.000 180 1000 Mbit/s Full duplex 4 20.000 20 Link agregado : duas portas 3 10.000 18 10 Gbit /s Full duplex 2 2000 2 Link agregado : duas portas 1 1000 1 40 Gbit /s Full duplex 1 500 1 Link agregado : duas portas 1 250 1 100 Gbit /s Full duplex 1 200 1 Link agregado : duas portas 1 100 1 ... O custo tem um valor padrão e está associado à taxa da porta. Quando o dispositivo usa algoritmos diferentes , a mesma taxa de porta corresponde a valores de custo diferentes . BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

19. Conceitos básicos do STP : RPC RPC O custo de uma porta de switch para a ponte raiz , ou seja , RPC, é importante durante o cálculo da topologia STP . O RPC de uma porta para a ponte raiz é a soma dos custos de todas as portas de entrada ao longo do caminho da ponte raiz para o dispositivo . Neste exemplo , o RPC para SW3 para alcançar a ponte raiz por meio de GE0 /0/1 é igual ao custo da porta 1 mais o custo da porta 2. SW1 SW2 SW3 Custo =500 Custo =500 Custo =20000 Custo =20000 Custo =20000 Custo =20000 1 2 GE0 /0/1 RPC=500+20000 Ponte Raiz BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

20. Conceitos básicos do STP : PID ID da porta ( PID ) Um switch habilitado para STP usa PIDs para identificar portas . Um PID é usado para escolher uma porta designada em um cenário específico . Um PID consiste nos quatro bits mais à esquerda ( prioridade de porta) e nos 12 bits mais à direita ( número de porta). Uma porta habilitada para STP mantém uma prioridade de porta padrão , que é 128 em switches Huawei. Você pode executar um comando para alterar a prioridade , conforme necessário . SW1 SW2 SW3 PID =128.24 PID =128.24 PID =128.23 PID =128.21 PID =128.23 PID =128.22 BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

21. Conceitos básicos do STP : BPDU BPDU de configuração BPDU (Bridge Protocol Data Unit) A BPDU é a base para o funcionamento normal do STP . Os switches habilitados para STP trocam BPDUs que carregam informações importantes . Existem dois tipos de BPDUs : BPDU de configuração TCN (Topology Change Notification) BPDU BPDUs de configuração são a chave para o cálculo da topologia do STP . As BPDUs TCN são acionadas apenas quando a topologia da rede é alterada . SW1 SW2 SW3 BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

22. Formato das BPDUs de configuração Byte Campo Descrição 2 PID Para o STP , o valor deste campo é sempre 0. 1 PVI Para o STP , o valor deste campo é sempre 0. 1 Tipo de BPDU Tipo de BPDUs . O valor 0x00 indica uma BPDU de configuração , e o valor 0x80 indica uma BPDU de TCN . 1 Sinalizadores O STP usa apenas os dois bits mais à esquerda e os dois bits mais à direita : TCA (Topology Change Acknowledgment) e TC (Topology Change). 8 Raiz D BID da ponte raiz . 4 RPC Custo do STP da rota da porta atual para a ponte raiz . 8 ID da ponte BID do remetente . 2 ID da porta ID da porta que envia a BPDU , consistindo na prioridade de porta e no número de porta. 2 Idade da mensagem Número de segundos depois que uma BPDU é enviada da ponte raiz . O valor aumenta em 1 a cada vez que a BPDU passa por uma ponte de rede . Refere -se ao número de saltos para a ponte raiz . 2 Idade máxima Se a ponte não receber nenhuma BPDU por um período de tempo e o tempo de vida da ponte de rede atingir o máximo , a ponte de rede considera que o link conectado à porta está com defeito . O valor padrão é 20 segundos . 2 Hello Time Intervalo no qual a ponte raiz envia BPDUs de configuração . O valor padrão é 2s. 2 Atraso de encaminhamento Tempo gasto no estado de Escuta ou Aprendizagem . O valor padrão é 15s . PID PVI Tipo de BPDU Sinalizadores ID de raiz RPC ID da ponte ID da porta Mensagem Idade Idade máxima Hello Time Atraso de encaminhamento BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

23. Regras de comparação de BPDU Campo Identificador de protocolo Identificador da versão do protocolo Tipo de BPDU Sinalizadores Identificador de Raiz Custo do caminho raiz Identificador de ponte Identificador da porta Idade da mensagem Idade máxima Hello Time Atraso de encaminhamento A principal função do STP é calcular uma topologia sem loop em uma rede comutada . Durante o cálculo da topologia , é importante comparar as BPDUs de configuração . Os campos Identificador da Raiz , Custo do Caminho Raiz , Identificador da Ponte e Identificador da Porta são os campos principais de uma BPDU de configuração . Os switches habilitados para STP comparam os quatro campos . O STP seleciona a BPDU de configuração ideal na seguinte sequência : Menor BID da ponte raiz Menor RPC Menor BID da ponte de rede Menor PID Dentre as quatro regras ( cada regra corresponde a um campo em uma BPDU de configuração ), a primeira regra é utilizada para eleger a ponte raiz na rede , e as regras seguintes são utilizadas para eleger a porta raiz e a porta designada . BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

24. Processo de encaminhamento de BPDU de configuração SW1 SW2 SW3 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c ID da porta = 128.24 ID da porta=128.23 Custo =20000 Custo =20000 BPDU de configuração ... BID da ponte raiz = 4096.4c1f-aabc-102a Custo da rota = 0 BID da ponte de rede = 4096.4c1f-aabc-102a PID = 128.24 ... BPDU de configuração …… BID da ponte raiz = 4096.4c1f-aabc-102a Custo da rota = 0+20000 BID da ponte de rede = 4096.4c1f-aabc-102b PID = 128.23 ... BID Ponte Raiz Custo RPC PID BPDU

25. Cálculo de STP (1) Selecione uma ponte raiz na rede de comutação Depois que o STP começa a funcionar em uma rede de comutação , cada switch envia BPDUs de configuração para a rede . A BPDU de configuração contém o BID de um switch. O switch com o menor ID de ponte se torna a ponte raiz . Existe apenas uma ponte raiz em uma rede de comutação STP adjacente . A função da ponte raiz pode ser substituída . Para garantir a estabilidade da rede de comutação , é recomendável planejar a rede STP com antecedência e definir a prioridade da ponte do switch planejado como ponte raiz para o valor mínimo 0. BPDU de configuração SW1 SW2 SW3 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c Selecione a ponte raiz Selecione a porta raiz Selecione a porta designada Bloqueie a porta não designada Ponte Raiz

26. Cálculo de STP (2) Selecione uma ponte raiz em cada ponte não raiz Cada ponte não raiz seleciona uma porta raiz a partir de suas portas . Uma ponte não raiz tem apenas uma porta raiz . Quando um switch de ponte não raiz tem várias portas conectadas à rede , a porta raiz recebe a BPDU de configuração ideal. A porta raiz está localizada em cada ponte não raiz e tem a menor distância da ponte raiz . SW1 SW2 SW3 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c BPDU de configuração Porta raiz R R R Selecione a ponte raiz Selecione a porta raiz Selecione a porta designada Bloqueie a porta não designada

27. Cálculo de STP (3) Uma porta designada é selecionada em cada link. Depois que a porta raiz é escolhida , a ponte não raiz usa a BPDU ideal recebida na porta para calcular a BPDU de configuração e compara a BPDU de configuração calculada com as BPDUs de configuração recebidas por todas as portas , exceto a porta raiz . Se a primeira for melhor , a porta será uma porta designada . Se a última for melhor , a porta não será uma porta designada . Na maioria dos casos , todas as portas na ponte raiz são portas designadas . BPDU de configuração Porta raiz D Porta designada SW1 SW2 SW3 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c D D D R R R Selecione a ponte raiz Selecione a porta raiz Selecione a porta designada Bloqueie a porta não designada

28. Cálculo de STP (4) Bloqueie a porta não designada Em um switch, uma porta que não é raiz nem designada é chamada de porta não designada . A última etapa das operações de STP é bloquear a porta não designada na rede . Após a conclusão desta etapa , o loop da Camada 2 na rede é eliminado . BPDU de configuração R Porta raiz D Porta designada SW1 SW2 SW3 R R D D D Porta bloqueada Selecione a ponte raiz Selecione a porta raiz Selecione a porta designada Bloqueie a porta não designada

29. Teste 1: Identifique a ponte raiz e as funções da porta SW2 4096.4c1f - aabc -0002 SW3 4096.4c1f - aabc -0003 1000M SW1 4096.4c1f - aabc -0001 1000M 1000M GE0 /0/0 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1

30. Teste 2: Identifique a ponte raiz e as funções da porta na seguinte topologia SW1 4096.4c1f - aabc -0001 SW2 4096.4c1f - aabc -0002 SW3 4096.4c1f - aabc -0003 SW4 4096.4c1f - aabc -0004 GE0 /0/0 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1

31. Teste 3: Identifique a ponte raiz e as funções da porta na seguinte topologia 4096.4c1f - aabc -0001 4096.4c1f - aabc -0002 GE0 /0/1 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/2 SW1 SW2

32. Estados da porta STP Estado da porta Descrição Desabilitada A porta não pode enviar ou receber BPDUs ou quadro de dados do serviço . Ou seja , a porta está Inativa . Bloqueio A porta está bloqueada pelo STP . Uma porta bloqueada não pode enviar , mas escuta BPDUs . Além disso, a porta bloqueada não pode enviar ou receber quadros de serviço de dados ou aprender endereços MAC. Escuta O STP considera a porta no estado de Escuta como a porta raiz ou porta designada , mas a porta ainda está no processo de cálculo do STP . Nesse caso , a porta pode enviar e receber BPDUs , mas não pode enviar ou receber quadros de serviço de dados ou aprender endereços MAC. Aprendizado Uma porta no estado de Aprendizado escuta os quadros de dados do serviço , mas não pode encaminhá-los . Depois de receber quadros de serviço de dados, a porta aprende os endereços MAC. Encaminhamento Uma porta no estado Encaminhamento pode enviar e receber quadros de dados do serviço e processar BPDUs . Somente a porta raiz ou porta designada pode entrar no estado Encaminhamento .

33. Transição de estado da porta STP Desabilitada ou Inativa Bloqueio Escuta Aprendizado Encaminhamento 1 2 3 3 5 5 5 5 4 4 4 1 Quando uma porta é inicializada ou ativada , ela entra automaticamente no estado de bloqueio . 2 A porta é escolhida como porta raiz ou porta designada e entra automaticamente no estado de Escuta . 3 O temporizador de atraso de encaminhamento expira , e a porta ainda é a porta raiz ou a porta designada . 4 A porta não é mais a porta raiz ou a porta designada . 5 A porta está desabilitada ou o link falha .

34. Mudança de topologia : Falha de ponte raiz Processo de retificação de falha de ponte raiz O SW1 ( ponte raiz ) está com defeito e para de enviar BPDUs . O SW2 espera que o cronômetro de idade máxima (20 segundos ) expire. Nesse caso , o registro sobre as BPDUs recebidas torna -se inválido e o SW2 não pode receber novas BPDUs da ponte raiz . O SW2 descobre que o dispositivo upstream está com defeito . As pontes não raiz enviam BPDUs de configuração entre si para eleger uma nova ponte raiz . Após a nova escolha , a porta A do SW3 transita para o estado de Encaminhamento após dois intervalos do cronômetro de atraso de Encaminhamento (o intervalo padrão é 15s ). Uma ponte não raiz inicia a nova escolha da ponte raiz após a maturação das BPDUs . São necessários cerca de 50 segundos para se recuperar de uma falha da ponte raiz . SW1 SW2 SW3 A 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c

35. Mudança de topologia : Falha de link direto Processo de retificação de falha de link direto Em uma rede estável , quando o SW2 detecta que o link da porta raiz está com defeito , a porta alternativa do SW2 entra no estado de Encaminhamento após o dobro do valor do cronômetro de atraso de Encaminhamento (o valor padrão é 15s ). Depois que o SW2 detecta uma falha de link direto , ele alterna a porta alternativa para a porta raiz . Se um link direto falhar , a porta alternativa será restaurada para o estado Encaminhamento após 30s . SW1 SW2 SW3 A 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c A

36. Quando o link indireto falha , a porta alternativa no SW3 é restaurada para o estado Encaminhamento . Demora cerca de 50s para se recuperar de uma falha do link indireto . Mudança de topologia : Falha de link indireto SW1 SW2 SW3 A 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c D SW1 SW2 SW3 4096.4c1f-aabc-102a 4096.4c1f-aabc-102b 4096.4c1f-aabc-102c D R

37. A tabela de endereço MAC está incorreta porque a topologia muda MAC Porta 00-05-06-07-08-AA GE0 /0/1 00-05-06-07-08-BB GE0 /0/3 Host A Host B GE0 /0/2 GE0 /0/3 GE0 /0/1 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1 GE0 /0/2 00-05-06-07-08-AA 00-05-06-07-08-BB Tabela de endereço MAC Conforme mostrado na figura , a porta raiz do SW3 está com defeito , fazendo com que a topologia de árvore de abrangência volte a convergir . Após a reconvergência da topologia de árvore de abrangência , o Host B não pode receber os quadros enviados pelo Host A. Isso ocorre porque os switches encaminham os data frames com base na tabela de endereços MAC. Por padrão , o tempo de duração das entradas de endereço MAC é de 300s . Como o encaminhamento é restaurado rapidamente ? SW2 SW3 SW1 GE0 /0/3 A

38. A tabela de endereço MAC está incorreta porque a topologia muda SW2 SW3 SW1 A 5. TC 1. TCN 2. TCA 3. TCN 4. TC MAC Porta 00-05-06-07-08-AA GE0 /0/3 00-05-06-07-08-BB GE0 /0/1 00-05-06-07-08-BB GE0 /0/2 Tabela de endereço MAC As BPDUs TCN são geradas quando a topologia da rede é alterada . Formato do pacote : identificador de protocolo , número da versão e tipo Mudança de topologia : Os bits TCA e TC no campo Alertas das BPDUs de configuração são usados . Host A Host B GE0 /0/2 GE0 /0/3 GE0 /0/1 GE0 /0/1 GE0 /0/2 GE0 /0/1 GE0 /0/2 00-05-06-07-08-AA 00-05-06-07-08-BB GE0 /0/3

39. Visão geral do STP Conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP Configurações básicas do STP Melhorias realizadas no RSTP Avanço do STP

40. Comandos básicos de configuração de STP (1) Configure um modo de trabalho . O switch suporta três modos de trabalho : STP , RSTP e MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol). Por padrão , um switch funciona no modo MSTP . Em uma rede de anel executando apenas STP , o modo de trabalho de um switch é configurado como STP ; em uma rede de anel executando RSTP , o modo de trabalho de um switch é configurado como RSTP . ( Opcional ) Configure a ponte raiz . Configure o switch como ponte raiz . Por padrão , um switch não funciona como ponte raiz de nenhuma árvore de abrangência . Depois de executar este comando , o valor de prioridade do switch é definido como 0 e não pode ser alterado . ( Opcional ) Configure o switch como ponte raiz secundária . Configure o switch como ponte raiz secundária . Por padrão , um switch não funciona como ponte raiz secundária de nenhuma árvore de abrangência . Depois de executar este comando , o valor de prioridade do switch é definido como 4096 e não pode ser alterado .

41. Comandos básicos de configuração de STP (2) ( Opcional ) Configure a prioridade STP de um switch. Por padrão , o valor de prioridade de um switch é 32768. ( Opcional ) Configure um custo de rota para uma porta. Configure um método de cálculo de custo de rota . Por padrão , o padrão IEEE 802.1t ( dot1t ) é usado para calcular os custos da rota . Todos os switches em uma rede devem usar o mesmo método de cálculo de custo de rota . Defina o custo de rota da porta.

42. Comandos básicos de configuração de STP (3) ( Opcional ) Configure uma prioridade para uma porta. Configure uma prioridade para uma porta. Por padrão , a prioridade de uma porta do switch é 128. Habilite STP , RSTP ou MSTP . Habilite STP , RSTP ou MSTP em um switch. Por padrão , STP , RSTP ou MSTP são habilitados em um switch.

43. Caso 1: Configurações básicas do STP Distribua o STP nos três switches para eliminar os loops da Camada 2 na rede . Configure SW1 como ponte raiz e bloqueie GE0 /0/22 em SW3 . Configuração do SW1 : Configuração do SW2 : Configuração do SW3 : SW1 SW2 SW3 GE0 /0/24 GE0 /0/24 GE0 /0/23 GE0 /0/23 GE0 /0/21 GE0 /0/22

44. Caso 1: Configurações básicas do STP Verifique informações resumidas sobre os estados de STP das portas no SW3 .

45. Visão geral do STP Conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP Configurações básicas do STP Melhorias realizadas no RSTP Avanço do STP

46. O STP garante uma rede sem loop, mas é lento para convergir , levando à deterioração da qualidade do serviço . Se a topologia da rede muda com frequência , as conexões na rede STP são frequentemente interrompidas , causando interrupção frequente do serviço . O STP não diferencia entre as funções de porta de acordo com seus estados , tornando difícil para administradores menos experientes aprender e implantar esse protocolo . As portas nos estados de Escuta , Aprendizado e Bloqueio são as mesmas para os usuários , porque nenhuma dessas portas encaminha o tráfego de serviço . Em termos de uso e configuração da porta, as diferenças essenciais entre as portas estão nas funções das portas , mas não nos seus estados . As portas raiz e designada podem estar no estado de Escuta ou no estado de Encaminhamento , portanto , as funções da porta não podem ser diferenciadas de acordo com seus estados . O algoritmo STP não determina mudanças na topologia até que o cronômetro expire, atrasando a convergência da rede . O algoritmo STP requer que a ponte raiz envie BPDUs de configuração depois que a topologia de rede se torna estável , e outros dispositivos processam e espalham as BPDUs de configuração pela rede inteira . Isso também atrasa a convergência . Desvantagens do STP

47. O RSTP definido no IEEE 802.1w é uma melhoria do STP . O RSTP otimiza o STP em muitos aspectos , fornece convergência mais rápida e é compatível com STP . O RSTP apresenta novas funções de porta. Quando a porta raiz falha , o switch pode habilitar a porta alternativa para obter um caminho alternativo da ponte designada para a ponte raiz . O RSTP define três estados para uma porta com base no fato de a porta encaminhar o tráfego do usuário e aprender os endereços MAC. Além disso, o RSTP apresenta a porta de borda . A porta que conecta um switch a um terminal é configurada como uma porta de borda , que entra no estado Encaminhamento imediatamente após a inicialização , melhorando a eficiência do trabalho . Visão geral do RSTP

48. O RSTP processa BPDUs de configuração de maneira diferente do STP . Quando a topologia se torna estável , o modo de envio de BPDUs de configuração é otimizado . O RSTP usa um intervalo de tempo limite mais curto de BPDUs . O RSTP otimiza o método de processamento de BPDUs inferiores . O RSTP altera o formato de BPDU de configuração e usa o campo Alertas para descrever as funções da porta. Processamento de mudança de topologia RSTP : Comparado ao STP , o RSTP é otimizado para acelerar a resposta às mudanças de topologia . Melhorias realizadas no RSTP

49. O RSTP adiciona funções de porta para ajudar a entender o RSTP e simplificar sua implantação . Funções de porta no RSTP O RSTP define quatro funções de porta: porta raiz , porta designada , porta alternativa e porta de backup. R Porta raiz D Porta designada A Porta alternativa B Porta de backup SW1 ( ponte raiz ) SW2 SW3 D D R R A B SW1 ( ponte raiz ) SW2 SW3 D D R R A D D

50. Uma porta de borda está localizada no limite de uma região e não se conecta a nenhum dispositivo de comutação . Porta de Borda Geralmente , uma porta de borda é conectada diretamente a um terminal de usuário . A porta de borda pode fazer a transição do estado Desabilitada para o estado Encaminhamento . R Porta raiz D Porta designada E Porta de borda SW1 ( ponte raiz ) SW2 SW3 D D R R E

51. O RSTP exclui dois estados de porta definidos no STP , reduzindo o número de estados de porta para três . Se a porta não encaminhar o tráfego do usuário ou aprender os endereços MAC, ela estará no estado Descarte . Se a porta não encaminhar o tráfego do usuário , mas aprender os endereços MAC, ela estará no estado de Aprendizagem . Se a porta encaminhar o tráfego do usuário e aprender os endereços MAC, ela estará no estado de Encaminhamento . Estados da porta no RSTP Estado da porta STP Estado da porta RSTP Função da porta Encaminhamento Encaminhamento Porta raiz ou porta designada Aprendizado Aprendizado Porta raiz ou porta designada Escuta Descarte Porta raiz ou porta designada Bloqueio Descarte Porta alternativa ou porta de backup Desabilitada Descarte Porta desabilitada

52. Visão geral do STP Conceitos básicos e o mecanismo de trabalho do STP Configurações básicas do STP Melhorias realizadas no RSTP Avanço do STP

53. O RSTP , uma melhoria do STP , permite uma convergência rápida da topologia de rede . STP e RSTP têm um defeito : Todas as VLANs em uma LAN compartilham uma árvore de abrangência . Como resultado , o balanceamento de carga entre VLANs não pode ser executado e os links bloqueados não podem transmitir nenhum tráfego , o que pode levar a falhas na transmissão de pacotes VLAN . Defeitos de STP / RSTP : Todas as VLANs compartilham uma árvore de abrangência SW3 SW1 SW2 GE0 /0/2 VLAN 1, 2, 3… O GE0 /0/2 do SW3 é bloqueado pelo STP . Como resultado , o tráfego de todas as VLANs é encaminhado pelo link esquerdo e o link conectado à interface bloqueada não transporta tráfego , desperdiçando recursos de largura de banda do link. Porta bloqueada Dados de todas as VLANs

54. A Huawei fornece a VBST ( VLAN -based Spanning Tree). O VBST constrói uma árvore de abrangência em cada VLAN para que o tráfego de diferentes VLANs seja balanceado em diferentes árvores de abrangência . VBST SW3 SW1 SW2 VLAN 1, 2, 3… Dados em uma VLAN de numeração ímpar Porta bloqueada em uma VLAN de numeração par Porta bloqueada em uma VLAN de numeração ímpar Dados em uma VLAN de numeração par Raiz Árvore de abrangência da VLAN 1 Raiz Árvore de abrangência da VLAN 2 Raiz Árvore de abrangência da VLAN 3 Árvores de abrangência independentes são formadas para diferentes VLANs .

55. Para corrigir os defeitos , o IEEE lançou o padrão 802.1s que define o MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) em 2002. O MSTP é compatível com STP e RSTP e pode convergir rapidamente o tráfego e fornecer vários caminhos para balancear a carga do tráfego da VLAN . MSTP SW3 SW1 SW2 VLAN 1, 2, 3… Dados em uma VLAN de numeração ímpar Porta bloqueada no MSTI 1 Porta bloqueada no MSTI 2 Dados em uma VLAN de numeração par O MSTP mapeia VLANs para um MSTI . Múltiplas VLANs podem compartilhar uma árvore de abrangência . Por exemplo : VLANs pares são mapeadas para MSTI 1. VLANs ímpares são mapeadas para MSTI 2. Apenas duas árvores de abrangência são mantidas na rede . Raiz Árvore de abrangência da MSTI 1 Raiz Árvore de abrangência da MSTI 2

56. O MSTP divide uma rede de comutação em várias regiões , cada uma com várias árvores de abrangência independentes umas das outras . Cada árvore de abrangência é chamada de MSTI (Multiple Spanning Tree Instance). Uma MSTI é a árvore de abrangência correspondente a um conjunto de VLANs . Vincular várias VLANs a uma única MSTI reduz os custos de comunicação e o uso de recursos . A topologia de cada MSTI é calculada independentemente e o tráfego pode ser balanceado entre as MSTIs . Várias VLANs com a mesma topologia podem ser mapeadas para uma única MSTI . O estado de encaminhamento das VLANs para uma interface é determinado pelo estado da interface na MSTI . Visão geral do MSTP

57. Rede de pilha e árvore de redes de campus Rede STP Tradicional Rede iStack iStack Dois switches de agregação formam um loop da Camada 2 triangular com switches de acesso , portanto , o STP deve ser implantado na rede . No entanto , o STP bloqueia portas na rede , causando uma falha na utilização total da largura de banda do link. Switch de agregação 1 Switch de agregação 2 Switch de acesso Switch de acesso Switch de acesso Switch de acesso Os switches de agregação formam um sistema iStack ( dispositivo autônomo lógico ). Os switches de agregação são empilhados para formar um único dispositivo lógico , simplificando a topologia de rede . Além disso, a agregação de links é implantada entre switches de agregação e switches de acesso para simplificar a topologia de rede para uma topologia de árvore , eliminando loops da Camada 2 e melhorando a utilização da largura de banda do link.

58. Smart Link O Smart Link é adaptado para redes dual-uplink. O Smart Link é implantado em dois switches onde um host é dual-homed. Quando a rede está normal, um dos dois uplinks está ativo e o outro está em standby ( não transporta tráfego de serviço ). Dessa forma, um loop da Camada 2 é eliminado . Quando o link ativo está com defeito , o tráfego é comutado para o link em espera em milissegundos . Isso garante o encaminhamento de dados adequado . O Smart Link é fácil de configurar . O Smart Link não envolve troca de pacotes de protocolo , melhorando muito a velocidade e a confiabilidade . SW3 FW1 FW2 SW1 SW2 SEM STP Port1 Porta mestre Port2 Porta mestre Grupo de Smart Link Status ativo

59. ( Pergunta de resposta única ) Qual afirmação sobre o estado da porta STP é falsa? () A porta bloqueada não escuta ou envia BPDUs . Uma porta em estado Aprendizado aprende endereços MAC, mas não encaminha dados. Uma porta no estado Escuta continua ouvindo BPDUs . Se uma porta bloqueada não receber BPDUs dentro de um período especificado , ela alternará automaticamente para o estado Escuta .

60. O STP evita loops em uma LAN. Os dispositivos que executam o STP trocam informações entre si para descobrir loops na rede e bloqueiam certas portas para eliminar loops. Com o crescimento em escala das LANs, o STP tornou -se um protocolo importante para uma LAN. Depois que o STP é configurado em uma rede de comutação Ethernet, o protocolo calcula a topologia da rede para implementar as seguintes funções : Prevenção de loop: O protocolo SPT bloqueia links redundantes para evitar possíveis loops na rede . Redundância de links: Se um link ativo falhar e existir um link redundante , o protocolo STP ativa o link redundante para garantir a conectividade de rede . O STP não pode atender aos requisitos das redes de campus modernas . No entanto , entender o mecanismo de trabalho do STP ajuda a entender melhor o mecanismo de trabalho e a implantação do RSTP e do MSTP .