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STP配置
6.4.2 STP配置
扩展树(SpanningTreeProtocol,STP),也称生成树,它的产生源于链路的冗余连接。
在大中型网络当中,与主干网和服务器的连接是非常重要的,而端口或交换机的损坏却是不可避免的,那么,如何在一条链路损坏之后,还能有其他的链路保持连接呢?
这自然就要引进冗余链接。
冗余的链接固然增加了系统的安全性,但同时也带来了另外一个问题,那就是拓扑环。
1.Spanning-Tree简介
解决循环连接的方案就是STP。
通过一定算法,STP使任意两个节点间有且只有一条路径连接,而其他的冗余链路则被自动阻塞,作为备份链路(如图6-17所示)。
只有当活动链路失败时,备份链路才会被激活,从而恢复设备之间的连接,保证网络的畅通。
与EtherChannel不同,Spanning-Tree只能保证在两台设备间拥有一条活动链路,因此,也就无法实现带宽加倍和负载均衡。
这就好象是一棵树,从树根开始长起,然后是树干、树枝,最后到树叶,从而保证任意两片树叶间只有一条路。
而链路选举的标准就是优先级值(Priority)和端口费用(Cost)。
不过,Spanning-Tree的优点是可以在任何端口实现,而不一定是固定的双绞线端口或光纤端口。
在启用Spanning-Tree的交换机,其接口处于以下几种状态之一:
Blocking(阻塞),不参与帧的转发。
Listening(侦听),当确定该接口将参与帧转发时,在阻塞状态后的第一个过度状态。
Learning(学习),准备参与帧转发。
Forwarding(转发),转发帧。
Disabled(禁用),端口处于Shutdown状态、没有连接,或者没有启用Spanning-Tree,从而不参与Spanning-Tree。
图6-17 Spanning-Tree
注:
虚线链路表示备份线路。
默认的STP配置参数见表6-5所示。
表6-5 默认STP配置
特征
默认设置
启用状态
VLAN1启用,最多可以启用64STP
交换机优先级
32768
STP端口优先级
128
STP端口费用
1000Mbps:
4
100Mbps:
19
10Mbps:
100
STPVLAN端口优先级
128
STPVLAN端口费用
1000Mbps:
4
100Mbps:
19
10Mbps:
100
默认状态下,所有VLAN中的扩展树都被启用。
因此,无需为VLAN启用STP,只需根据拓扑结构,确定根交换机,并调整端口费用和优先级值,从而设置最佳路径。
2.禁用Spanning-Tree
如果确认在VLAN内没有拓扑环,可以禁用Spanning-Tree,以减少端口接入时等待的时间。
第一步:
进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第二步:
在指定VLAN内禁用Spanning-Tree。
Switch(config)#nospanning-treevlanvlan-id
第三步:
返回至特权配置模式。
Switch(config-if)#end
第四步:
查看并校验配置。
Switch#showspanning-treevlanvlan-id
第五步:
保存配置。
Switch#copyrunning-configstartup-config
若欲重新启用STP,可以使用spanning-treevlanvlan-id全局配置命令。
3.将交换机配置为根交换机
当VLAN中存在有拓扑环时,应当通过根交换机、端口优先级和路径费用等设置,确定网络拓扑结构,从而使Spanning-Tree的生成时间最短。
第一步:
进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第二步:
将交换机配置为指定VLAN的根交换机。
diameternet-diamete用于指定两个终端间交换机的数量,取值范围为2~7。
使用spanning-treevlanvlan_idrootsecondary[diameternet-diamete命令,可以将交换机配置为次根交换机。
Switch(config)#spanning-treevlanvlan_idrootprimary[diameternet-diamete
第三步:
返回至特权配置模式。
Switch(config-if)#end
第四步:
查看并校验配置。
Switch#showspanning-treedetail
第五步:
保存配置。
Switch#copyrunning-configstartup-config
若欲将交换机恢复为默认配置,可以在全局配置模式下使用nospanning-treevlanvlan-idroot 命令。
4.配置端口优先值
如果VLAN内有拓扑环,Spanning-Tree将使用端口优先值确定将哪个接口置于转发状态,因此,可以为欲首先选择的端口赋予较高优先级值(较小的数值)。
如果所有端口都有相同的优先级值,那么,具有最小端口号的端口将被设置为转发状态,其他接口则处于阻塞状态。
第一步:
进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第二步:
选择欲配置的接口,既可以是物理接口,也可以是EtherChannel逻辑端口(port-channelport-channel-number)。
Switch(config)#interfaceinterface-id
第三步:
为接口配置优先级值,取值范围为0~255,默认值为128。
数值越低,优先级越高。
Switch(config-if)#spanning-treeport-prioritypriority
第四步:
为接口配置VLAN端口优先级。
取值范围为0~255,默认值为128。
数值越低,优先级越高。
Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan-idport-prioritypriority
第五步:
返回特权配置模式。
Switch(config)#end
第六步:
校验配置。
Switch#showspanning-treeinterfaceinterface-id|{port-channelport_channel_number}
Switch#showspanning-treevlanvlan_id
第七步:
保存配置。
Switch#copyrunning-configstartup-config
使用nospanning-tree[vlanvlan-id]port-priority接口配置命令,可以将端口优先级恢复为默认值。
5.配置路径费用
Spanning-Tree路径费用的默认值取决于接口的类型与速率。
当VLAN中有拓扑环时,Spanning-Tree使用路径费用选择将哪个接口置于转发状态。
具有最低端口费用的端口将被选择用于向所有的VLAN转发帧。
因此,可以为欲选择的接口赋予较低的费用值,以确定网络拓扑。
通常情况下,应当为快速链路(如1000Mbps端口)赋予一个最小值,而为一个慢速链路(如100Mbps端口)赋予一个最大值。
如果所有接口的成本值都相同,那么,具有最小端口号的端口将被设置为转发状态,其他接口则处于阻塞状态。
第一步:
进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第二步:
选择欲配置的接口,既可以是物理接口,也可以是EtherChannel逻辑端口(port-channelport-channel-number)。
Switch(config)#interfaceinterface-id
第三步:
配置接口的费用,取值范围为1~200000000。
较低的路径费用表明有较高的传输速率。
Switch(config-if)#spanning-treecostcost
第四步:
配置VLAN的费用,取值范围为1~200000000。
较低的路径费用表明有较高的传输速率。
Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan_idcostcost
第五步:
返回特权配置模式。
Switch(config)#end
第六步:
校验配置。
Switch#showspanning-treeinterface{interface-id}|{port-channelport_channel_number}
Switch#showspanning-treevlanvlan_ID
第七步:
保存配置。
Switch#copyrunning-configstartup-config
使用nospanning-tree[vlanvlan-id]cost接口配置命令,可以将接口费用恢复为默认值。
6.配置Trunk端口负载共享
借助负载共享,可以在拥有平行Trunk端口的交换机上实现带宽分流。
为了避免拓扑环,STP通常只保留平行连接中的一个连接,而阻止其他链接。
使用负载共享技术,可以依照通信所属VLAN,在两个链接之间分担流量。
(1)使用STP端口优先级实现负载共享
当两个端口位于同一台交换机上时会构成拓扑环,此时,交换机将使用STP端口优先级来决定启用哪个端口,阻止哪个端口。
可以在一个平行Trunk端口设置优先级,从而使该端口允许给定VLAN的所有数据的传输。
对于某个VLAN而言,拥有最高优先级(低值)的Trunk端口转发通信,拥有最低优先级(高值)的Trunk端口保持阻止状态。
Trunk端口负责发送或接收VLAN中所有的通信。
图6-18所示,交换机之间有两个Trunk连接,相关配置如下:
图6-18 使用STP端口优先级实现负载共享
VLAN8~10在Trunk1上指定的端口优先级值为16
VLAN3~6在Trunk1上保持默认的端口优先级值128
VLAN3~6在Trunk2上指定的端口优先级值为16
VLAN8~10在Trunk2上保持默认的端口优先级值128
此时,Trunk1负责VLAN8~10的数据传输,Trunk2负责VLAN3~6的数据传输。
当活动Trunk失败后,另外的Trunk连接将负责所有VLAN的传输。
配置过程如下:
第1步:
在SwitchA交换机上进入全局配置模式。
SwitchA#configureterminal
第2步:
配置VTP管理域。
域名可以是1~32个字符。
SwitchA(config)#vtpdomaindomain-name
第3步:
将SwithA交换机配置为域服务器。
SwitchA(config)#vtpmodeserver
第4步:
返回特权配置模式。
SwitchA(config)#end
第5步:
在SwitchA和SwitchB交换机上查看VTP状态,校验VTP配置,检查VTP操作模式和VTP域名称字段。
SwitchA#showvtpstatus
第6步:
在SwitchA交换机上校验已经存在的VLAN。
SwitchA#showvlan
第7步:
进入全局配置模式。
SwitchA#configureterminal
第8步:
定义欲配置为Trunk的接口,进入接口配置模式。
SwitchA(config)#interfacegigabitethernet0/1
第9步:
将端口配置为支持ISL或IEEE802.1Q封装或者与相邻端口协商。
【提示】 必须为每个端口连接配置相同的封装方式。
SwitchA(config-if)#switchporttrunkencapsulation{isl|dot1q|negotiate}
第10步:
将端口配置为Trunk端口。
SwitchA(config-if)#switchportmodetrunk
第11步:
,返回特权配置模式。
SwitchA(config-if)#end
第12步:
步,查看所配置接口的状态。
SwitchA#showinterfacesgigabitethernet0/1
第13步:
在SwitchA交换机的第2个端口上重复步骤7~步骤11操作。
第14步:
在SwitchB交换机配置连接至SwitchA的Trunk端口上,重复步骤7~步骤11操作。
第15步:
当Trunk连接启用后,校验SwitchB学习到的VLAN配置。
SwitchB#showvlan
第16步:
,在SwitchA上进入全局配置模式。
SwitchA#configureterminal
第17步:
,定义欲设置端口优先级的接口,并进入接口配置模式。
SwitchA(config)#interfacegigabitethernet0/1
第18步:
为VLAN8~10指定优先级值为16。
SwitchA(config-if)#spanning-treevlan8-10port-priority16
第19步:
返回全局配置模式。
SwitchA(config-if)#exit
第20步:
设置接口的STP端口优先级,进入接口配置模式。
SwitchA(config)#interfacegigabitethernet0/2
第21步:
为VLAN3~6指定优先级值为16。
SwitchA(config-if)#spanning-treevlan3-6port-priority16
第22步:
返回特权配置模式。
SwitchA(config-if)#end
第23步:
校验配置。
SwitchA#showrunning-config
第24步:
保存配置。
SwitchA#copyrunning-configstartup-config
(2)使用STP路径费用实现负载共享
也可以通过设置不同的路径费用,在平行Trunk连接中共享VLAN传输,设置不同的端口。
通过为不同的VLAN设置不同的路径费用,从而使不同的VLAN阻止不同的端口。
例如,Trunk端口1和2为100BASE-T端口,VLAN路径费用如图6-19所示。
具体配置如下:
指定Trunk1上VLAN2~4的路径费用为30。
指定Trunk1上VLAN8~10保持100BASE-T默认的路径费用19。
指定Trunk2上VLAN8~10的路径费用为30。
指定Trunk2上VLAN2~4保持100BASE-T默认的路径费用19。
图6-19 使用STP路径费用实现负载共享
具体配置过程如下:
第1步:
在SwitchA上进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第2步:
将接口配置为Trunk,进入接口配置模式。
Switch(config)#interfacegigabitethernet0/1
第3步:
配置端口配置ISL或802.1Q封装,必须为每个链接的终端配置相同的封装类型。
Switch(config-if)#switchporttrunkencapsulation{isl|dot1q|negotiate}
第4步:
将端口配置为Trunk端口。
Trunk类型默认为ISL。
Switch(config-if)#switchportmodetrunk
第5步:
返回全局配置模式。
Switch(config-if)#exit
第6步:
在SwitchA上的第2个端口重复第2步至第5步操作。
第7步:
返回特权配置模式。
Switch(config)#end
第8步:
校验配置,确认接口被配置为Trunk端口。
Switch#showrunning-config
第9步:
当Trunk连接启用时,SwitchA从其他交换机接收到VTP信息。
校验SwitchA已经学习到的VLAN配置。
Switch#showvlan
第10步:
在SwitchA上进入全局配置模式。
Switch#configureterminal
第11步:
在交换机上定义接口的STP费用,进入接口配置模式。
Switch(config)#interfacegigabitethernet0/1
第12步:
为VLAN2~4设置Spanning-tree路径费用为30。
Switch(config-if)#spanning-treevlan2-4cost30
第13步:
返回全局配置模式。
Switch(config)#end
第14步:
在SwitchA的其他Trunk端口上重复9~13步操作,为VLAN8~10设置Spanning-tree路径费用为30。
第15步:
返回特权配置模式。
Switch(config)#end
第16步:
校验配置。
Switch#showrunning-config
第17步:
保存配置。
Switch#copyrunning-configstartup-config
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