VLAN与生成树和生成树的配置

VLAN与生成树和生成树的配置WS-NE30-1-0201-2北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有本章目标•进一步理解生成树的概念•理解VLAN与生成树的关系，三种运行模式•掌握生成树各种参数的配置和调优WS-NE30-1-0201-3北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有VLAN与生成树的关系•IEEE802.1Q通用生成树（CST）•CiscoPerVLAN生成树（PVST）•兼容CST的CiscoPerVLAN生成树（PVST+）WS-NE30-1-0201-4北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有VLAN1（根交换机）VLAN1（生成树1）VLAN2（生成树2）VLAN2（根交换机）按照VLAN的生成树-PVST每个VLAN有一个生成树实例WS-NE30-1-0201-5北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•优点–生成树拓扑结构的总体规模减少–改进了生成树的扩展性，减少了收敛时间–更快的收敛恢复能力和更高的可靠性•缺点–交换机的利用率（如CPU负载）会更高–占用更多的TRUNK链路带宽PVST的优缺点WS-NE30-1-0201-6北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•CST是IEEE802.1Q的在虚拟局域网上处理生成树的方法•CST是单一或者公共生成树的VLAN解决方案。生成树协议运行在VLAN1即缺省的VLAN上。所有交换机都选举出同一个根网桥，并建立与该根网桥的关系。CST概述WS-NE30-1-0201-7北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有公共生成树CSTVLAN10用户VLAN20用户VLAN10用户VLAN20用户ABCEHIJGDF根网桥VLAN10的服务器VLAN20的服务器活跃链路备份链路CST概述VLAN20用户WS-NE30-1-0201-8北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•优点–最小数量的BPDU通信，带宽占用少–交换机负载保持最小•缺点–只用一个根网桥，不能为所有的VLAN做到根网桥的优化放置，导致对某些设备可能存在次优化路径–为包括交换架构中的所有端口，生成树的拓扑结构较大，会导致较长的收敛时间和更频繁的重新配置CST概述WS-NE30-1-0201-9北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•Cisco为了支持IEEE802.1Q标准，将PVST协议扩展，发展为PSTV+协议•PVST+体系中有三种区域：–PVST+区域–CST区域–PVST区域PVST+概述WS-NE30-1-0201-10北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有PVST+骨干Cisco设备PVST区域Cisco设备PVST区域Cisco设备CST区域非Cisco设备CST区域非Cisco设备ISLTrunk802.1QTrunkPVST+体系三种区域PVST+概述WS-NE30-1-0201-11北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•PVST+的特征：–由Cisco发展，可以与802.1Q公共生成树（CST）互操作–通过802.1Q中继链路在CST协议上与802.1Q兼容的交换机互操作–通过ISL中继与现存的Cisco交换机PVST协议向后兼容，同时，PVST+也通过802.1Q中继与CST连接互操作–如果PVST区域和CST区域之间要互操作，一定要通过PVST+区域PVST+概述WS-NE30-1-0201-12北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•选举和维护一个根网桥，通过正确放置一个根网桥，来提供优化的网络拓扑结构•通过配置一些生成树的参数来优化生成树。如路径成本、网桥优先级、端口优先级和计时器等•通过配置速端口、上行速链路，减少生成树的收敛时间STP的配置WS-NE30-1-0201-13北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•生成树的可配置参数–根网桥配置–网桥优先级（BridgePriority）–端口优先级（PortPriority）–端口对应链路的路径成本（PortPathCost）–三个重要的定时器参数•HelloTime•MaxAge•ForwardDelaySTP的配置WS-NE30-1-0201-14北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有2950交换机STP缺省配置STP特性缺省设置STP启用缺省在VLAN1启用STP模式PSVT+交换机优先级32768STP端口优先级128STP路径成本1000M:4100M:1910M:100STPVLAN端口成本1000M:4100M:1910M:100STP计时器HELLO时间:2秒转发延迟：15秒最大老化时间：20秒WS-NE30-1-0201-15北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有启用STP•启用STP•查看STP配置Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listSwitch#showspanning-treevlanvlan-listWS-NE30-1-0201-16北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有建立根网桥•通过命令建立根网桥•更改网桥优先级建立根网桥Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listprioritybridge-prioritySwitch（config）#spanning-treevlanvlan-listrootprimaryWS-NE30-1-0201-18北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有根交换机交换机A100交换机B交换机C交换机D191001/11/21919到根网桥的路径成本是38到根网桥的路径成本是38确定到根网桥的路径WS-NE30-1-0201-19北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置端口成本•影响生成树抉择的是根路径成本，可以通过命令来改变端口成本的值来更改根路径成本•配置命令–对所有VLAN修改端口成本–为定义的VLAN修改端口成本•验证配置命令Switch（config-if）＃Spanning-treecostcostSwitch（config-if）＃Spanning-treevlanvlan-idcostcostSwitch#showspanning-treeinterfaceinterface-iddetailWS-NE30-1-0201-20北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置端口成本步骤命令目的第1步configureterminal进入配置状态第2步interfaceinterface-id进入端口配置界面第3步Spanning-treevlanvlan-idcostcost为某个VLAN配置端口成本第4步end退出第5步showspanning-treeinterfaceinterface-iddetail查看配置第6步copyrunning-configstartup-config(可选)保存配置WS-NE30-1-0201-21北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有•根据生成树比较原则，有时会比较端口ID•配置命令–对所有VLAN修改该端口优先级（不指定VLANLIST就缺省为VLAN1）–为定义的VLAN修改优先级•验证配置命令修改端口优先级Switch（config-if）＃Spanning-treeport-priorityprioritySwitch（config-if）＃Spanning-treevlanvlan-idpriorityprioritySwitch#showspanning-treeinterfaceinterface-idWS-NE30-1-0201-22北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有修改端口优先级步骤命令目的第1步configureterminal进入配置状态第2步interfaceinterface-id进入端口配置界面第3步Spanning-treevlanvlan-idprioritypriority为某个VLAN配置端口优先级第4步end退出第5步showspanning-treeinterfaceinterface-id查看配置第6步copyrunning-configstartup-config(可选)保存配置WS-NE30-1-0201-23北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置STP计时器默认的STP操作足以用来给网络提供足够的时间，来获取所有拓扑结构的正确信息，并判断是否存在冗余链路有时，使用缺省的STP计时器配置，从一条链路失效到另一条接替需要花费50秒，收敛时间太长对STP的收敛形式进行调整，以便提高效率WS-NE30-1-0201-24北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置STP计时器•配置HelloTime注意事项–较长–较短–过长–过短降低生成树计算的消耗在丢包率较高时，增强生成树的健壮性会导致链路故障的错误判断导致频繁发送配置消息，增大CPU和网络负担WS-NE30-1-0201-25北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置STP计时器•配置HelloTime的命令：上述参数的配置都在全局配置模式下，且时间参数的单位以秒计switch(config)#spanning-treevlanvlan-idhello-timesecondsswitch#showspanning-treevlanvlan-idWS-NE30-1-0201-26北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置STP计时器•配置ForwardDelay的注意事项–过长–过短•配置ForwardDelay的命令导致生成树的收敛太慢可能会在拓扑改变时引入暂时的路径回环上述参数的配置都在全局配置模式下，且时间参数的单位以秒计switch(config)#spanning-treevlanvlan-idforward-delaysecondsswitch#showspanning-treevlanvlan-idWS-NE30-1-0201-27北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有配置STP计时器•配置MaxAge的注意事项–过长–过短•配置MaxAge的命令导致链路故障不能被及时发现可能会在网络拥塞时使交换机误认为链路故障，造成频繁的生成树重新计算上述参数的配置都在全局配置模式下，且时间参数的单位以秒计switch(config)#spanning-treevlanvlan-idmax-agesecondsswitch#showspanning-treevlanvlan-idWS-NE30-1-0201-28北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有速端口工作原理•速端口：能让交换机端口绕过监听和学习状态，立即进入生成树转发状态交换机3550交换机2950交换机2950接入层汇聚层文件服务器启动速端口WS-NE30-1-0201-29北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有速端口配置步骤命令目的第1步configureterminal进入全局配置模式第2步interfaceinterface-id进入接口配置模式第3步spanning-treeportfast为某个端口配置速端口第4步end退出第5步showspanning-treeinterfaceinterface-iddetail查看配置第6步copyrunning-configstartup-config保存配置WS-NE30-1-0201-30北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有上行链路工作原理L3交换机A（根交换机）交换机B交换机CL2L1阻塞端口接入层汇聚层网络中经常存在冗余线路，生成树协议确保了即使网络拓扑结构发生变化，也可以保持网络无环路的拓扑结构WS-NE30-1-0201-31北京清华万博网络技术股份有限公司版权所有上行链路工作原理L3交换机A（根交换机）交换机B交换机CL2L1上行速链路直接将端口转换成转发状态接入层汇聚层链路故障链路发生故障，通过生成树来切换链路收敛时间长。在生成树的收敛过程中，有些末端节点可能变得不可访问当检测到转发链路发生失效时，上行速链路可使交换机上一个阻断的端