HCIP第十六天——VLAN，STP和STP角色选举

SVI --- 交换机虚拟接口

                在华为体系中被称为VLAN IF接口，这个借口是针对VLAN来机械能配置的虚拟的三层接口。

                这个接口对于二层交换机来说，其主要目的是为了方便远程管理。所以，这个接口只需要一个，并且属于哪个VLAN都可以

                管理VLAN --- 二层交换机只能存在一个SVI接口，其作用是仅仅为了满足远程登陆控制，所以，他的SVI只能属于一个VLAN，这个所属的VLAN就是管理VLAN

                

                而三层交换机中，所有VLAN均可以创建一个VLAN IF接口，并且，三层交换机本身具备三层转发功能，所以，这个接口在三层交换机中除了可以完成远程登录控制以外还可以用来承担网关角色。

 

                创建VLAN接口

                [sw1]interface Vlanif 2

                [sw1 Vlanif2]ip address 192.168.1.1 24

stp --- 生成树协议

                线路冗余

                设备冗余

                网关冗余

                UPS冗余

 

                二层环路的问题

                1，广播风暴 --- 广播在二层环路中会形成顺时针和逆时针转动的两层环路，并且无限循环，最终导致设备宕机，网络瘫痪。

                2，MAC地址表的翻摆（MAC地址表飘移）--- 同一个数据帧，顺时针接收后将记录MAC地址及接口在对应信息，之后，逆时针还会更改一遍，如此循环，导致MAC地址表内容一直在翻滚。

                3，多帧复制

                

                生成树 --- 在二层交换网络中，逻辑上阻塞部分接口，实现从根交换机到所有节点位移的且最短的路径，生成一个没有环路的树形拓扑，当最佳路径出现故障时，则可以打开个别阻塞短裤，形成备份路径。

 

                802.1D --- 由IEEE组织颁布的共有协议 --- 标准的STP协议

                PVST，PVST+ --- 思科根据标准STP研发的私有的生成树协议

                PSTP --- 快速生成树 --- 802.1W

                MSTP --- 多生成树协议 --- 802.1S

802.1D生成树协议   

    STP使用的数据包 --- BPDU --- Bridge ；PDU --- 协议数据单元

        配置BPDU ， TCN BPDU

         配置BPDU的数据包结构

         

         转发延迟 --- 接口在侦听和学习状态停留的时间 --- 默认15s缺省

        协议版本ID --- 标准的802.1D生成树协议 --- 0

                                802.1W（RSTP） --- 2

                                802.1S（MSTP） --- 3

        标记 --- 8位 --- 在802.1D中，之应用了最高位（TCA --- 拓扑变更确认标记）和

最低位（TC --- 拓扑变更标记），中间6位保留。

        网桥ID --- BID --- 网桥指交换机。因为最终需要整个交换网络生成一个树形拓扑，所以需要对每一个交换设备进行身份表示，则使用BID来完成分区和标定。 --- （一个交换网络生成一棵树是802.1D的做法）

        根桥ID（根网桥ID） --- RID --- 为根网桥的BID

                8个字节 --- 优先级（2个字节） + MAC地址 （6个字节）

                        如果一条交换机存在多个MAC地址时，则将选择所有MAC地址中数值最小的作为桥ID中的MAC地址。

        根路径开销 --- RPC --- 表示的是发送BPDU的交换设备到达根网桥的开销大小。

        接口ID --- PID --- 发送该BPDU接口的身份标识

                2个字节 --- 优先级（4位） + 接口的标识（12位）

-------以上四个参数都将参与STP生成树的结构选举

        消息寿命 --- 他存在一个最大跳数（MAX-HOP），这个默认位20，即如果一个BPDU他的消息寿命超过20跳时，则结社的设备不再处理此BPDU。

TCN BPDU --- 只包含配置BPDU中前三个参数

                                                        （根网桥ID，根开销路径，网桥ID）

        配置BPDU的工作过程 --- 所有交换机刚启动，所有接口都激活STP生成树协议。一开始并不知道谁是根，则所有设备都将判定自己为根网桥，从自己所有激活了STP的接口发送配置BPDU，则其中将包含本机参数，之后，所有设备都交换参数后，将根据参数数值进行选举。之后将选举出一个真正的根网桥，之后，只有根网桥将周期发送配置BPDU，而其他非根网桥只能在接收到根网桥发送的BPDU后进行转发。（转发时可以修改其中的参数）---    发送周期为25，MAX AGE --- 20s。

 

        TCN BPDU

                

                加快MAC老化速度 --- 加快清除错误信息，正确的也会清除，但清除后会再次收到并记录，错误的将不会再来。 ---*********自己总结

                TCN BPDU --- 本地交换链路故障后，STP将重新收敛，为了加快刷新交换机的MAC地址表，向所有STP接口发送TCN BPDU，邻居交换机收到TCN BPDU后，会回复一个TCA位 置1的配置BPDU，用于可靠性传出，之后将TCN BPDU逐级转发到根网桥处，由根网桥下发TC标记位置 1的配置BPDU，逐级下发给所有的交换机，所有交换机在收到后将临时的将300s的MAC地址老化时间改为15s。

根网桥 --- RB ---        

根端口 --- RP --- 接收根网桥发送的BPDU

指定端口 --- DP

非指定端口 --- NDP

1，选举根网桥 --- 802.1D中，一个交换网络有且只有一台根网桥设备。

         选举方法 --- 比较配置BPDU中的BID

                 8个字节 --- 优先级（2个字节）+  MAC地址（6个字节）

                先比较优先级，优先级越小越好 --- 0 - 65535 ，实际取值范围 0 - 61440，默认取值为32768.

                这个优先级，实际只是用了前4位。后面12位被称为扩展系统ID。因为只使用

了4位，每一位代表4096，所以1111 * 4096 = 61140。在修改优先级时，也必须按照4096的倍数来进行修改。

                如果优先级相同，则将比较MAC地址，取MAC地址数值最小的作为根网桥。

                        

2，选举根端口 --- 每一台非根网桥上，有且仅有一个距离根网桥最近的接口，用来接收来自根网桥发送的配置BPDU（不能被阻塞）。

        华为设备支持以上三种RPC的评判标准 ，默认选择的是802.1t中定义的标准。

        [Huawei]stp pathcost-standard ?   --- 修改接口开销值遵循的标准
         dot1d-1998  IEEE 802.1D-1998
         dot1t       IEEE 802.1T
         legacy      Legacy

 

        [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]stp cost ?  --- 自定义修改接口开销值
        INTEGER<1-200000000>  Port path cost

                1，比较入方向的配置BPDU的开销值，选择最小的接口作为根端口。

                2，如果存在多个接口入向开销相同时，将会对比对端设备的BID，选择BID小的设备对应的接口作为根端口。

                3，如果存在设备BID也相同时，则比较对端的PID：

                                2个字节 --- 优先级（4位） + 接口的标识（12位）

                                        优先级每一位代表16，则其取值范围 0 - 240，默认取值128.所以在修改优先级的时候必须按照16的倍数进行修改。越小越优。        

                                        优先级相同比较接口编号，也是越小越优。

               4，如果对端的PID也相同，则将比较本地的PID，取本地PID小的作为对端口。

3，选举指定端口 --- 在每条链路上有且仅有一个端口作为指定端口，用于转发根网桥发送的配置BPDU（不能被阻塞）

        首先，根网桥所有端口都是指定端口。

        其次，所有存在根端口的链路，则其对端端口必然指定接口。

        1，比较端口发出根网桥的BPDU的RPC值 --- 发送BPDU的交换设备到达根网桥的开销大小。

        2，比较本地BID值，BID值小的所对应的端口为指定端口

        3，PID

        4，本地端口

4，非指定端口 --- 剩余没有角色的端口都是非指定端口，需要进行逻辑堵塞。