通信行业资料：RCCP0201-局域网协议与技术

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局域网协议与技术议程VLAN技术生成树协议(STP，RSTP，MSTP）生成树协议配置VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）

VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。这个网络对应于ISO模型的第二层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。VLAN有着和普通物理网络同样的属性。第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而不会直接进入其他的VLAN之中。

有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。

VLAN技术工程部市场部会计部一楼二楼三楼VLAN技术

IEEE于1999年正式签发了802.1q标准，即VirtualBridgedLocalAreaNetworks协议，规定了VLAN的国际标准实现，从而使得不同厂商之间的VLAN互通成为可能。

DestSrcLen/EtypeDataFCSTPIDTCIDestSrcVLANIDCFIPriInsertx8100LenDataFCS标准的以太网帧

带有802.1q标签的以太网祯

IEEE802.1qSRCDESSRCDataDESDESSRCFCSFCSDESSRCFCSVLANID在STAR-S21以上交换机中：交换机与主机相连的端口称为

Access端口对于交换机之间相连的端口称为Trunk端口

IEEE802.1q创建VLAN100，将它命名为test的例子Switch#configureterminalSwitch(config)#vlan100Switch(config-vlan)#nametestSwitch(config-vlan)#end

把ethernet0/10作为access口加入了VLAN100

Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/10Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan100Switch(config-if)#end配置VLAN-Access配置VLAN-Trunk把Fa0/1配成Trunk口Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/1Switch(config-if)#

switchportmodetrunkSwitch(config-if)#end下面是一个把端口0/15配置为TRUNK端口，但是不包含VLAN2的例子：Switch(config)#interfacefastethernet0/15Switch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanremove2Switch(config-if)#endSwitch#showinterfacesfastethernet0/15switchportInterfaceSwitchportModeAccessNativeProtectedVLANlists------------------------------------------------------------------Fa0/15EnabledTrunk11Enabled1,3-4093显示VLANSwitch#showvlanVLANNameStatusPorts----------------------------------------------1defaultactiveFa0/1,Fa0/2,Fa0/3,Fa0/4Fa0/6,Fa0/7,Fa0/8,Fa0/9Fa0/10,Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13Fa0/18,Fa0/19,Fa0/20,Fa0/212VLAN0002activeFa0/5,Gi0/24VLAN0004activeFa0/14,Fa0/15,Fa0/16,Fa0/175VLAN0005activeFa0/22,Fa0/23,Fa0/24,Gi0/1配置VLAN-Trunk议程VLAN技术生成树协议(STP，RSTP，MSTP）生成树协议配置冗余拓扑的不稳定性2/22/11/11/2冗余链路会带来网络的不稳定生成树--802.1d

802.1d通过在网桥之间传递BPDU信息

网络中选择了一个网桥为根桥（RootBridge）。

除根桥外的每个网桥都有一个根口（RootPort），即提供最短路径到RootBridge的端口。

每个网桥都计算出了到根桥（RootBridge）的最短路径。

每个LAN都有了指派网桥（DesignatedBridge），位于该LAN与根桥之间的最短路径中。

根口（Rootport）和指派端口（Designatedport）进入Forwarding状态。

其他不在生成树中的端口就处于Discarding状态

生成树--802.1d字节数域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay当交换机初始化时，BridgeID=RootID生成树选择过程第一步：BridgeIDPriorityMACAddress2字节6字节先比较交换机的优先级（越小越优先），再看MAC地址（越小越优先）。生成树选择过程字节数域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第二步：最短的到根桥的PathCost值带宽COST值10G21G4100M1910M100生成树选择过程字节数域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第三步：接收到的BPDU中的发送者BridgeID值比较来自于不同的交换机的BridgeID生成树选择过程字节数域2Protocolid1Version1Messagetype1Flags8Rootid4Costofpath8Bridgeid2Portid2Messageage2Maximumtime2Hellotime2Forwarddelay第四步：接收到的BPDU中的发送者PortID值PriorityPortNumber生成树计时器时间Blocking(阻塞)20秒Listening(侦听)Learning(学习)15秒Forwarding(发送)15秒发送延迟发送延迟最大时间拓扑变化机制拓扑改变拓扑改变通知消息拓扑改变应答消息拓扑改变消息1325566在一个大中型网络中要等整个网络拓朴稳定为一个树型结构就大约需要50秒，这样的时间是无法忍受的！4ROOTRSTP技术RSTP是能够在网络拓朴发生变化的一瞬间恢复网络树型结构，达到快速收敛。拓扑变化机制拓扑改变拓扑改变消息312整个网络拓朴稳定为一个树型结构就大约需要1秒2快速生成树与生成树的兼容支持RSTP交换机A与仅支持STP交换机B连接交换机B换成了支持RSTP的交换机CSwitchA(RSTP)SwitchB(STP)STPBPDUSTPBPDUSwitchA(RSTP)SwitchC(RSTP)STPBPDUSTPBPDU快速生成树与生成树的兼容RSTP协议提供了protocol-migrationSwitchA(RSTP)SwitchC(RSTP)RSTPBPDURSTPBPDU802.1s(MSTP)

MSTP是在传统的STP、RSTP的基础上发展而来的新的生成树协议，本身就包含了RSTP的快速FORWARDING机制

由于传统的生成树协议（802.1d、802.1w）与vlan没有任何联系，因此在特定网络拓扑下就会产生以下问题如果在A和B间的链路给DISCARDING。由于交换机C、D不包含vlan1，无法转发vlan1的数据包，这样交换机A的vlan1就无法与交换机B的vlan1进行通讯。

MSTP技术VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCDVLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCD802.1s(MSTP)instance：一台交换机的一个或多个vlan的集合MSTregion：有着相同instance配置的交换机组成的域，运行独立的生成树（IST，internalspanning-tree）CST（commonspanningtree）多个MSTregion组合

既避免了环路的产生，也能让相同vlan间的通讯不受影响

MSTP技术VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2ABCDMstregion1Mstregion2CSTMSTPregion的划分MST配置名称（name）：最长可用32个字节长的字符串来标识MSTPregion。MSTrevisionnumber：用一个16bit长的修正值来标识MSTPregion。(即2的16次方＝65536)MSTinstance—vlan

的对应表：每台交换机都最多可以新增64个instance，instance0是强制存在的，用户还可以按需要分配1-4094个vlan

属于不同的instance（0－64），未分配的vlan

缺省就属于instance0。

MSTP技术注：instance0所对应的生成树称为CIST（CommonInstanceSpanningTree）MSTPregion内的生成树（IST）

MSTP协议本身不关心一个端口属于哪个vlan，应该根据实际的vlan配置情况来为相关端口配置对应的pathcost和priority，以防MSTP协议打断了不该打断的环路。

MSTP技术RegionRootACBRegion1:CISTACBRegion1:MST1RegionRootACBRegion1:MST2RegionRootMSTPregion间的生成树（CST）CISTregionroot不一定是该region内bridgeID最小的那台交换机，它是指该region内到CSTroot最小

pathcost的交换机。CISTregionroot的rootport对MSTI来说有了个新的portrole，为“Masterport”，作为所有instance对外的“出口”，它对所有instance都是FORWARDING的。为了使拓朴更稳定，我们建议每个Region对CSTroot的“出口在该Region的一台交换机上

MSTP技术HopCountIST和MSTI已经不用messageage和Maxage来计算BPDU信息是否超时，而是用类似于IP报文TTL的机制来计算，它就是hopcount。在region内，从regionrootbridge开始，每经过一个交换机，hopcount就会减1，直到为0则表示该BPDU信息超时，交换机收到hops值为0的BPDU就要丢弃它。为了和region外的STP、RSTP兼容，MSTP依然保留了messageage和Maxage的机制MSTP技术议程VLAN技术生成树协议(STP，RSTP，MSTP）生成树协议配置缺省的SpanningTree设置STP、RSTP、MSTP配置项目缺省值EnableStateDisable,不打开STPSTPModeMSTPSTPPriority32768STPportPriority128STPportcost根据端口速率自动判断HelloTime2秒Forward-delayTime15秒Max-ageTime20秒PathCost的缺省计算方法长整型Tx-Hold-Count3Link-type根据端口双工状态自动判断Maximumhopcount20打开、关闭SpanningTree协议配置SpanningTree的模式STP、RSTP、MSTP配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-tree打开Spanningtree协议End退回到特权模式Showspanning-tree核对配置条目Copyrunning-configstartup-config保存配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-treemodemstp/rstp/stp切换Spanningtree模式End退回到特权模式Showspanning-tree核对配置条目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置交换机优先级（SwitchPriority）STP、RSTP、MSTP配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-treemst

instance-id

prioritypriority

或Spanning-treeprioritypriority针对不同的instance配置交换机的优先级，当您不加instance参数时，即对instance0进行配置。Instance-id,范围为0-64Priority,取值范围为0-61440，按4096的倍数递增，缺省值为32768。End退回到特权模式Showspanning-treemst

instance-id核对配置条目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置端口的路径花费（PathCost）STP、RSTP、MSTP配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Interface

interface-id进入该interface的配置模式，合法的interface包括物理端口和AggregateLink。Spanning-treemst

instance-id

costcost或Spanning-treecost

cost针对不同的instance配置端口的优先级，当您不加instance参数时，即对instance0进行配置。Instance-id,范围为0-64Cost配置该端口上的花费，取值范围为1-200,000,000。缺省值为根据interface的链路速率自动计算。End退回到特权模式。Showspanning-treeinterface

interface-id

或Showspanning-treemst

instance-id

interfaceinterface-id核对配置条目Copyrunning-configstartup-config保存配置配置HelloTime配置Forward-DelayTimeSTP、RSTP、MSTP配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-treehello-time

seconds配置hellotime,取值范围为1-10秒，缺省值为2秒End退回到特权模式Copyrunning-configstartup-config保存配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-treeforward-time

seconds配置forwarddelaytime,取值范围为4-30秒，缺省值为15秒End退回到特权模式Copyrunning-configstartup-config保存配置配置MSTPregionSTP、RSTP、MSTP配置命令含义Configureterminal进入全局配置模式Spanning-treemst进入MST配置模式Instance

instance-id

vlan

vlan-range把vlan组添加到一个MSTinstance中Instance-id,范围为0-64Vlan-range,范围为1-4094同样，也可用no命令把vla