云计算网络基础第六天
端口协商参数：
speed - 速率；
duplex - 双工模式
半双工 - 同一时刻，只能收或者发；
全双工 - 同一时刻，可以同时收和发；
建议：
不同类型的设备之间进行互联链路时，需要手动指定速率和双工
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传统交换网络存在的问题：
单点故障
解决方案：
增加冗余链路
增加冗余设备
搞清楚环路是如何形成？
随之而来的问题：
数据转发环路；
产生环路的数据，会不断的在网络中进行传输，从而消耗
网络中链路资源和设备资源；
解决方案：
在交换机上运行 STP 协议；
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STP - 生成树协议； （802.1D）
-作用
存在冗余链路的情况下，实现环路的防护；
-实现
BPDU - 桥接协议数据单元
-分类
PVST \ RSTP \ MSTP
工作过程：
1、确定交换机角色
根交换机
非根交换机
原则：比较每个交换机的 BID（桥ID），越小越好；
组成：
优先级+MAC
优先级 - 默认是32768
MAC - 交换机的主板MAC（基MAC）
- 查看命令：show version
2、确定端口角色
根端口 - 每一个非根交换机只有一个距离根交换机最近的口
指定端口 - 每一个“冲突域”中都存在一个距离根交换机最近的口
非指定端口- 其他所有端口，都叫做非指定端口
如何表示“距离” ？
在 STP 中，通过 cost 表示一个路径的距离；
对于某些链路，均有默认的 cost 值：
10M - cost 100 ；
100M - cost 19 ;
1G - cost 4 ;
10G - cost 2 ;
BPDU -
Root-ID //表示根交换机是谁；
Cost //表示发送该BPDU的交换机到达 根交换机 的距离
BID //表示发送该BPDU的交换机的名字；
Port-ID //表示发送方交换机是在哪个端口发送出来的；
-组成：
端口优先级.端口号
-优先级默认值为 128 ；
3、确定端口状态
disable // 相当于shutdown，此时端口不能使用；
listening //侦听，该状态侦听的是BPDU，用于确定端口角色
learning //学习，该状态学习的是MAC,形成MAC地址表；
forwarding // 转发， 即端口的最终转发状态；
（根端口 、指定端口）
block // 阻塞，此时的端口是不可以发送数据的；
（非指定端口）
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修改交换机的 STP 优先级：
SW2(config)#spanning-tree vlan 1 priority 0
导致的结果，此时网络中的“根交换机”由 SW1 变成了 SW2 ；
注意：
当我们修改交换机的优先级的时候，发现问题：
SW2(config)#spanning-tree vlan 1 priority 1
% Bridge Priority must be in increments of 4096.
% Allowed values are:
0 4096 8192 12288 16384 20480 24576 28672
32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440
即：交换机的 STP 优先级必须得是 4096 的倍数；
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开启一个 VLAN 的 STP 协议：
默认情况下，交换机为每个 VLAN 打开了 STP ；
想关闭：
no spanning-tree vlan 200
验证：
show spanning-tree
交换机如何区分不同 VLAN 的 BPDU ：
我们使用 BID 中的 2 个字节的优先级中的 低12 bit 作为
vlan 号 ；
由此得出：
前面2个字节的优先级字段，真正用来表示优先级的，仅有4
bit ； 所有呢，优先级只能有 16 个 ；
但是，在表示优先级数值的时候，后面的12bit，都必须算上
同时，必须是0；
即，每个交换机的 STP 的优先级，都是 2的12次方的 0-15
倍数，即 4096的倍数；
LAN中存在的一个问题：
单点故障
解决方案：
增加冗余的链路或者设备；
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STP
- 生成树协议；
- 作用：
网络中存在冗余链路的时候，防止 局域网 环路；
默认情况下，STP 是开启的；
终极目标：
在LAN中，保证任何两个通信终端之间永远只有一个：
最短、无环 的 转发路径；
- 分类：
STP ---> PVST --> RSTP --> MSTP
- 报文：
BPDU - 桥接协议数据单元 fanyi.baidu.com
www.baidu.com
- 工作过程
1、确定交换机角色
根交换机 - 一个VLAN/LAN 有且只有一个根
非根交换机 - 除了根，其他都叫非根交换机
选举原则：
比较BID，越小越好；
BID组成 - 优先级+MAC
优先级 - 默认32768
MAC - 交换机基MAC
show version
2、确定端口角色
根端口 -
非根交换机上，有且只有一个，距离根交换机
最近的，端口
指定端口 -
每一个冲突域中，有且只有一个，距离根交换机
最近的，端口；
非指定端口 - 其他端口，都是非指定端口；
STP中如何表示距离？
答： 通过 cost 表示；
10M - 100 ；
100M - 19 ；
1G - 4 ；
10G - 2 ；
3、确定端口状态：
disable ,
listening
learning
forwarding
block
STP收敛速度优化方案
Port-Fast特性：
可以确保将 access 链路上连接的 终端设备，
直接从disable 状态 变成 转发状态；
端口状态转换时间，从原来的 30s 降低为 0 s ;
配置命令：
interface fas0/1 // 连接的 PC ；
swtichport mode access
swtichport access vlan 1
spanning-tree portfast // 开启port-fast功能；
验证命令：
show spanning-tree interface fas0/1 portfast
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Uplink Fast 特性：
针对的是交换机之间的 Trunk链路
当交换机发现自己本身的链路出现故障以后，
会快速的将备份链路转换为主链路进行使用，
切换时间，从原来的30s ，降低为 0 s ，实现秒切；
配置命令：
SW(config)# spanning-tree uplinkfast
验证命令：
SW# show spanning-tree summary
注意：
1、仅针对设备发现的直连故障的链路切换；
2、仅在本地设备开启即可，对端设备可以不开启；
3、STP的优先级，必须是默认的 32768；
STP安全性优化方案：
BPDU Guard : BPDU 保护
即开启了该特定的端口，不允许接收BPDU，
如果接收到 BPDU，端口会进入 err-disable 状态。
配置命令：
interface fas0/2
spanning-tree portfast bpdugard //开启BPDU保护；
注意：
该特性一般使用在 access 链路上；
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Root Guard ：根交换机保护
在端口上配置该命令，表示将该端口强制性的指定为指定端口
如果经过正常的 BPDU 比较，无法使得该端口成为指定端口，
在将该端口设置为“非一致”状态，此时的端口不能转发数据；
从而实现了对原根交换机的保护；
配置命令：
interface fas0/24
spanning-tree guard root
验证命令：
show spanning-tree
从而可以看到该端口的角色一致是 "指定端口"
注意：
该特性，不一定非得配置在根交换机；
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HSRP组成员路由器身份确定：
HSRP启动以后，通过比较报文中的优先级来确定成员路由器的
主和备的身份。优先级的值越大越好。
默认优先级是100 ；
配置命令：
interface gi0/0
standby 10 priority 210 ;
并且，必须得开启所有成员路由器的“抢占功能” ；
interface gi0/0
standby 10 preempt //开启 该网段在组10中的抢占功能
验证命令：
show standby
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HSRP 链路跟踪 （模拟器无法实现降低指定数量的优先级）
启用了 HSRP 的网关，可以跟踪连接外网的链路的状态；
如果被跟踪的链路 down，则该网段端口会在对应的 hsrp 组
中降低指定的优先级，从而可以让原网中的备份网关转换为
主网关；
配置命令：
interfce gi0/0 // 进入网关端口；
standby 10 track gi0/1 priority 150 //跟踪链路 gi0/1
注意：
上述命令中的 gi0/1 应该路由器上连接外网的链路；