状态机原理在MODBUS协议实现中的应用

摘要：以基于MODBUS协议的耐电压试验仪上位机监控软件的设计为例，针对MODBUS协议报文结构的特性，研究一种将有限状态机原理应用于报文接收的设计方法，并通过实例验证该方法的可行性。该方法的使用优化了程序结构，提高了传输数据的可靠性。

关键词：MODBUS协议；有限状态机；耐电压试验仪

耐电压性能是电气装置和电工绝缘材料的重要性能指标，是国家强制检测的。耐电压试验仪是进行该性能测试的仪器。本试验仪采用PC机加嵌入式实时控制系统的两级控制结构，通过隔离的RS-232接口,利用MODBUS协议实现信息交换。鉴于PC端监控程序具有状态机的特征，将有限状态机（Finite State Machine，简称FSM）原理的程序设计方法应用于MODBUS协议的实现过程。

1MODBUS协议

耐电压试验仪使用MODBUS协议进行信息交换，为实现和校验方便，选用ASCII码报文格式，每个字节传送一位用ASCII码表示的十六进制信息，报文格式如表1。

表1ASCLL报文的基本格式起始符地址功能码数据域校验符结束符内容3AHSAH

SALFCH

FCL Data1

Data2

…

STP生成树协议原理及配置--从入门到精通

STP生成树协议原理及配置—从入门到精通生成树协议（Spanning-Tree Protocol，以下简称STP）是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。由于局域网规模的不断增长，STP已经成为了当前最重要的局域网协议之一。 STP的算法 STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：选择根网桥（Root Bridge）选择根端口（Root Ports）选择指定端口（Designated Ports）选择根网桥的依据网桥ID（BID）网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥 STP选择根网桥举例根据网桥ID选择根网桥选择根端口的依据在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口选择根端口的依据是：根路径成本最低直连（上游）的网桥ID最小端口（上游）ID最小根路径成本根路径成本（开销）－是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，默认10M/100M自适应的路径开销为200000 STP选择根端口举例在非根桥上，选择一个根端口（RP）选择指定端口的依据在每个网段上，选择1个指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口：根路径成本最低

端口所在的网桥的ID值较小端口ID值较小 STP选择指定端口举例在每个网段选择1个指定端口（DP） STP计算结果经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴 STP举例经过STP计算后的逻辑拓朴 BPDU（桥协议数据单元）交换机之间使用BPDU来交换STP信息 BPDU Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元使用组播发送BPDU，组播地址为： 01-80-c2-00-00-00 BPDU分为2种类型：配置BPDU －用于生成树计算拓朴变更通告（TCN）BPDU －用于通告网络拓朴的变化 BPDU包含的关键字段 STP使用BPDU选择根网桥2-1 交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥ID 字段填写自己的网桥ID STP使用BPDU选择根网桥2-2 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中 STP使用BPDU计算根路径成本2-1 根网桥发送根路径成本为0的BPDU STP使用BPDU计算根路径成本2-2 其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发生成树端口的状态生成树计时器 STP状态机在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；

华为stp生成树协议笔记

STP 为什么会有stp 为了保证可靠，设计了一种环网拓扑，又因为交换机的工作原理，会出现环路问题，为了解决环路，才有了stp生成树 1 mac地址表震荡 2 广播风暴作用：在保证可靠的基础上，解决环路问题原理：阻塞端口（预备端口）通过选举阻塞端口，来防止环路 1 根桥（根交换机）： 1 比较每台交换机上的网桥id （优先级+mac地址）越小越优先默认优先级 32768 修改优先级修改的时候要改成4096的倍数交换机上有默认的stp版本为mstp （多实例生成树）stp （生成树）rstp (快速生成树) [系统]stp mode stp 修改stp的模式 Stp priority 4096 修改优先级 2 根端口：非根交换机到达根交换机的最优端口比较规则 1 路径开销值 2 对端网桥id 3 对端对口id 4 本端端口id （hub） 3 指定端口：每条链路上到达根交换机最优端口根交换机上所有端口都是指定端口比较规则 1 路径开销 2 本端网桥id

3 本端端口id （端口优先级和端口编号）端口优先级默认是128 4 剩下的端口就叫做阻塞端口 Stp中的报文交互 BPDU 桥协议数据单元两种bpdu 1 配置bpdu 作用：用于角色（端口）选举维护网络拓扑 2秒1次最多20秒20 秒没有根的回应，则认为根down掉 2 tcn bpdu 拓扑变化bpdu 作用：当拓扑发生变化时，会发tcn bpdu Bpdu 字段 1 bpdu flsges标识字段 Tca 位拓扑变化确认位 Tc 位拓扑变化位发生变化时置1 2 root identifier 根网桥id 3 root path cost 到达根的开销值 4 bridge id 本交换机的网桥id 5 port id 端口id 0x8001 前面的80 代表优先级128 ， 01代表端口号 6 message age 消息寿命每经过一台交换机message age +1 7 max age 最大寿命 20 秒 8 hello time 2秒 9 forward delay 转发延迟 15秒端口的状态变化 1 disable 开启stp时特点：不进行stp计算 2 blocking 阻塞端口直接进入blocking 状态 3 listening 非阻塞端口才进入侦听状态特点：加速mac地址表老化中间有15秒的间隔时间，目的是为了加速mac地址表老化，mac地址表老化时间300秒 4 learning 学习状态中间有相隔15秒的时间，加速mac地址表的学习 5 forwarding 转发状态

华为数通--生成树协议实验

STP实验实验内容 STP计算过程端口状态切换 RSTP协议的两种工作模式生成树计算过程实验目的帮助读者理解STP的基本原理和生成树的生成过程验证STP端口状态的切换验证RSTP协议两种工作模式的互通性实验环境 Quidway系列S3026交换机4台，VRP版本为： VRP(R)Software,Version3.10(NA),RELEASE0009； PC一台，标准网线5根、配置电缆一根；实验组网图实验步骤生成树的计算过程如上图所示，4台QuidwayS系列以太网交换机环形互连，2台PC分别连接到SwitchA和SwitchB上。4台交换机MAC地址分别为： SwitchA：00e0-fc07-7089 SwicthB：00e0-fc06-2380

SwitchC：00e0-fc07-7085 SwitchD：00e0-fc06-8200 完成连接一段时间这后，会看到交换机指示灯快速闪烁，说明4台交换机之间转发数据报文，存在环路，可以配置STP协议避免环路。 STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。 Quidway以太网交换机所实现的快速生成树协议RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）是生成树协议的优化版。其“快速”体现在根端口和指定端口进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络拓扑稳定需要的时间。在Quidway以太网交换机上启动STP协议，命令如下： [SwitchA]stpenable [SwitchB]stpenable [SwitchC]stpenable [SwitchD]stpenable 全网配置RSTP协议之后，默认情况下，交换机的每一个端口都启用了RSTP协议。配置完成后，可以看到交换机指示灯不再快速闪烁，说明交换机已经建立了无环路的转发生成树。那么，这棵树到底什么样子呢？我们可以先从理论上来分析，然后我们通过交换机的状态信息来验证我们的理论分析结果。生成树协议算法实现的具体过程如下：初始状态各台交换机的各个端口在初始时会生成以自己为根的配置消息，根路径开销为0，指定交换机ID为自身交换机ID，指定端口为本端口。 SwitchA：端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/3} SwitchB：端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc06-2380，0，32768.00e0-fc06-2380，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息：

华为生成树协议STP分析过程与配置方法

华为生成树协议STP分析过程与配置方法一、学习目的： 1、掌握配置STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置RSTP的方法 5、掌握STP与RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置MSTP实现不同vlan负载均衡的方法 7、掌握MSTP与STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法二、重点命令 1、开启stp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode stp 2、查看stp状态

[plain]view plain copy 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定stp主根和备根 [plain]view plain copy 1.stp root primary 2.stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 [plain]view plain copy 1.stp priority 4096（4096的倍数） 5、指定RP [plain]view plain copy 1.int g0/0/10 2.stp port priority 16（16的倍数）

6、指定DP [plain]view plain copy 1.int g0/0/24 2.stp cost 2000000 7、开启rstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode rstp 8、配置mstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 5.instance 1 vlan 1 to 10 6.instance 2 vlan 11 to 20 7.active region-configuration

STP生成树协议原理与算法简析

STP生成树协议原理与算法简析简介在实际的网络环境中，物理环路可以提高网络的可靠性，当一条线路断掉的时候，另一条链路仍然可以传输数据。但是，在交换网络中，当交换机接收到一个未知目的地址的数据帧时，交换机的操作是将这个数据帧广播出去，这样，在存在物理的交换网络中，就会产生一个双向的广播环，甚至产生广播风暴，导致交换机死机。这就产生一个矛盾，需要物理环路来提高网络可靠性，而环路又可能产生广播风暴，如何才能两全其美呢？本章将要讲述的STP，就是用来解决这个矛盾的。STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是根据IEEE 802.1D 标准建立的，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环，避免设备由于重复接收相同的报文所造成的报文处理能力下降的问题发生。 STP采用的协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），也称为配置消息，BPDU中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。STP即是通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。 1 STP 生成树协议 1.1 STP的主要作用消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的路径回环。链路备份：当前活动路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性。 1.2 STP的基本原理：通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文——BPDU（在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”）来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。（注：此BPDU被称为配置BPDU，另外STP还有TCN BPDU。）

交换机生成树协议原理

交换机生成树协议原理方便用户连接服务器或高速主干网。用户也可以通过设计多台服务器(进行业务划分)或追加多个网卡来消除瓶颈。交换机还可支持生成树算法，方便用户架构容错的冗余连接。 1.网络中的广播帧目前广泛使用的网络操作系统有Netware、WindowsNT等，而LanServer的服务器是通过发送网络广播帧来向客户机提供服务的。这类局域网中广播包的存在会大大降低交换机的效率，这时可以利用交换机的虚拟网功能(并非每种交换机都支持虚拟网)将广播包限制在一定范围内。每台文交换机的端口都支持一定数目的MAC地址，这样交换机能够“记忆”住该端口一组连接站点的情况，厂商提供的定位不同的交换机端口支持MAC数也不一样，用户使用时一定要注意交换机端口的连接端点数。如果超过厂商给定的MAC数，交换机接收到一个网络帧时，只有其目的站的MAC地址不存在于该交换机端口的MAC地址表中，那么该帧会以广播方式发向交换机的每个端口。 2.虚拟网的划分虚拟网是交换机工作原理的重要功能，通常虚拟网的实现形式有三种： (1)静态端口分配

静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口，使其直接从属某个虚拟网。这些端口一直保持这些从属性，除非网管人员重新设置。这种方法虽然比较麻烦，但比较安全，容易配置和维护。 (2)动态虚拟网支持动态虚拟网的端口，可以借助智能管理软件自动确定它们的从属。端口是通过借助网络包的MAC地址、逻辑地址或协议类型来确定虚拟网的从属。当一网络节点刚连接入网时。交换机工作原理端口还未分配，于是交换机通过读取网络节点的MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟网。这样一旦网管人员配置好后，用户的计算机可以灵活地改变交换机端口，而不会改变该用户的虚拟网的从属性，而且如果网络中出现未定义的MAC地址，则可以向网管人员报警。 (3)多虚拟网端口配置该配置支持一用户或一端口可以同时访问多个虚拟网。这样可以将一台网络服务器配置成多个业务部门(每种业务设置成一个虚拟网)都可同时访问，也可以同时访问多个虚拟网的资源，还可让多个虚拟网间的连接只需一个路由端口即可完成。但这样会带来安全上的隐患。虚拟网的业界规范正在制定当中，因而各个公司的产品还谈不上互操作性。Cisco公司开发了 Inter-SwitchLink(ISL)虚拟网络协议，该协议支持跨骨干网(ATM、FDDI、FastEther)的虚拟网。但该协议被指责为缺乏安全性上的考虑。

Cisco快速生成树协议RSTP协议原理及配置

实验8 Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置一、相关知识介绍 1、生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。 2、根网桥的选择流程：（1）第一次启动交换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告。（2）每个交换机分析报文，根据网桥ID选择根网桥，网桥ID小的将成为根网桥（先比较网桥优先级，如果相等，再比较MAC地址）。（3）经过一段时间，生成树收敛，所有交换机都同意某网桥是根网桥。（4）若有网桥ID值更小的交换机加入，它首先通告自己为根网桥。其它交换机比较后，将它当作新的根网桥而记录下来。 3、RSTP 协议原理 STP并不是已经淘汰不用，实际上不少厂家目前还仅支持STP。STP的最大缺点就是他的收敛时间太长，对于现在网络要求靠可靠性来说，这是不允许的，快速生成树的目的就是加快以太网环路故障收敛的速度。（1）RSTP 5种端口类型 STP定义了4种不同的端口状态，监听（Listening），学习（Learning），阻断（Blocking）和转发（Forwarding），其端口状态表现为在网络拓扑中端口状态混合（阻断或转发），在拓扑中的角色（根端口、指定端口等等）。在操作上看，阻断状态和监听状态没有区别，都是丢弃数据帧而且不学习MAC 地址，在转发状态下，无法知道该端口是根端口还是指定端口。RSTP有五种端口类型。根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。生成树算法（STA）使用BPDU来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保存的BPDUB来确定哪个比其他的更优先。 1）根端口：非根桥收到最优的BPDU配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP 一样。请注意图8-16上方的交换机，根桥没有根端口。按照STP的选择根端口的原则，SW-1和SW-2和根连接的端口为根端口。 2）指定端口：与STP一样，每个以太网网段段内必须有一个指定端口。假设SW-1的BID比SW-2 优先，而且SW-1的P1口端口ID比P2优先级高，那么P1为指定端口，如图8-17所示。

华为生成树协议STP分析过程与配置方法

Word文档华为生成树协议STP分析过程与配置方法一、学习目的： 1、掌握配置STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置RSTP的方法 5、掌握STP与RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置MSTP实现不同vlan负载均衡的方法 7、掌握MSTP与STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法二、重点命令 1、开启stp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode stp

2、查看stp状态 [plain]view plain copy 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定stp主根和备根 [plain]view plain copy 1.stp root primary 2.stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 [plain]view plain copy 1.stp priority4096（4096的倍数） 5、指定RP [plain]view plain copy Word文档

1.int g0/0/10 2.stp port priority16（16的倍数） 6、指定DP [plain]view plain copy 1.int g0/0/24 2.stp cost2000000 7、开启rstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode rstp 8、配置mstp [plain]view plain copy 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 Word文档

多生成树协议详解

多生成树协议详解文章介绍的多生成树协议的历史，以及它的特点。并对相关的一些容易让人误解的术语做了澄清。最后以一个配置实例讲解如何通过多生成树协议实现基于VLAN的负载均衡。标签：多生成树协议；STP；VLAN；區域；实例；负载均衡网上配置多生成树协议的例子是非常多的，但它们有个共同特点：只讲配置步骤，不讲原理。这好比教人武术只讲招式不讲心法一样，搞不好将人引入歧途。厂家为何这么做，肯定有其目的，我们就不揣测了。还是自己动手，丰衣足食吧。引入生成树协议的目的是为了防止交换式以太网因为网络中存在环路，诱发广播风暴。最初的标准是STP（Spanning Tree Protocol），因为它的收敛速度太慢，于是又引入了RSTP（Rapid STP）。RSTP大大提高了生成树协议的收敛速度，并废除了和取代了STP。交换式网络的核心设备是交换机，和路由器不同，它会转发广播。因此，交换机无法隔离广播，多个交换机连接起来将构成一个大的广播域。但是VLAN的出现改变了这种状况。通过VLAN技术我们可以把一个大的LAN划分为若干个逻辑上的VLAN，VLAN之间的数据是相互隔离的，除非通过路由器，它们之间无法通信。这也意味着支持VLAN的交换机可以像路由器一样隔离广播。VLAN技术可以将广播风暴限制于VLAN的范围内。基于此，STP协议应该做个重大修改。不是在整个LAN的范围内计算生成树，而是每个VLAN独立计算一颗生成树。多生成树协议（Multiple STP，MST）就是VLAN 版的RSTP，为每个VLAN计算一颗RSTP生成树。了解到这一点，而且你熟悉RSTP的配置，配置MSTP就不是什么大的问题了。一般而言，一个VLAN只是LAN的一部分，不会覆盖整个LAN。因此基于VLAN计算生成树可以减少工作量。MSTP最好和VTP（VLAN Trun Protocol）协议结合起来，因为VTP可以收集VLAN在LAN中的分布信息。如果某个交换机的所有端口都不是某个VLAN的成员，那么这个交换机可以排除于这个VLAN的RSTP生成树之外。不过要注意的是用于交换机级联的端口一般设置为trunk模式，默认情况下，任何VLAN的流量都可以通过trunk端口，因此我们可以将trunk端口看作任何VLAN的成员。但在实际当中，经过trunk端口的VLAN数量一般是有限的，我们最好将trunk端口允许通过哪些VLAN流量做个明确的限定。容易让初学者迷惑的是几个术语。一个术语是区域（Region）。如果LAN比较大的话，可以考虑将LAN划分为若干区域，分开来管理。这就和OSPF将Internet划分为若干自治系统来管理一个道理。但实际上很少有LAN会大到非要划分为若干区域来管理。一般来说，整个LAN就是一个区域。我们只需在这个默认的区域内配置即可，不必考虑区域划分的问题。另一个术语是实例（Instance）。这名字取得可不怎么样，一些文章将其解释得神神秘秘，其实它就是一种“组”。打个比方，默认情况下，交换机的端口都是

华为生成树协议STP分析过程与配置方法.doc

v1.0可编辑可修改华为生成树协议STP 分析过程与配置方法一、学习目的： 1、掌握配置 STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置 RSTP的方法 5、掌握 STP与 RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置 MSTP实现不同 vlan 负载均衡的方法 7、掌握 MSTP与 STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法二、重点命令 1、开启 stp 1.stp enable 2.stp mode stp

2、查看 stp 状态 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定 stp 主根和备根 1. stp root primary 2. stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 1. stp priority4096（4096 的倍数）

5、指定 RP 1. int g0/0/10 2.stp port priority16（ 16 的倍数）6、指定 DP 1. int g0/0/24 2.stp cost 2000000 7、开启 rstp 1. stp enable

2.stp mode rstp 8、配置 mstp 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 5. instance 1 vlan 1 to 10 6. instance 2 vlan 11 to 20 7. active region-configuration 9、查看 mstp 实例配置 1. display stp region-configuration

STP协议原理及配置

Cisco基础：STP协议原理及配置【内容摘要】一、stp概述stp（生成树协议）是一个二层管理协议。在一个扩展的局域网中参与stp的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元bpdu（bridgeprotocoldataunit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为blocking，来消除网络中的环路。ieee802.1d是最早关于stp的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。stp使您能…… ----------------------------------------------------------------------------- 一、stp概述 stp（生成树协议）是一个二层管理协议。在一个扩展的局域网中参与stp的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元bpdu（bridge protocol data unit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为blocking，来消除网络中的环路。 ieee 802.1d是最早关于stp的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。stp使您能在网络设计中部署备份线路，并且保证： * 在主线路正常工作时，备份线路是关闭的。 * 当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。 rstp（rapid spanning tree protocol）是stp的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。 1.1 设置stp模式使用命令config spanning-tree mode可以设置stp模式为802.1d stp或者802.1w rstp. 1.2 配置stp 交换机中默认存在一个default stp域。多域stp是扩展的802.1d，它允许在同一台交换设备上同时存在多个stp域，各个stp域都按照802.1d运行，各域之间互不影响。它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境，基本实现在vlan中计算生成树。 1.2.1 创建或删除stp 利用命令create stpd和delete stpd可以创建或删除stp. 缺省的default stp域不能手工创建和删除。 1.2.2 使能或关闭stp 交换机中stp缺省状态是关闭的。利用命令config stpd可以使能或关闭stp. 1.2.3 使能或关闭指定stp的端口交换机中所有端口默认都是参与stp计算的。使用命令config stpd port可以使能或关闭指定的stp端口。 1.2.4 配置stp的参数运行某个指定stp的stp协议后，可以根据具体的网络结构调整该stp的一些参数。交换机中可以调整以下的stp协议参数： * bridge priority * hello time * forward delay * max age 另外每个端口上可以调整以下参数： * path cost * port priority

浅析生成树协议原理及其实验设计

2011年5月刊网络技术信息与电脑 China Computer&Communication 1. 生成树协议(spanning-tree)的起源生成树协议spanning-tree 最初是由sun 公司的Radia Perlman 博士开发，其灵感来自于一首名叫《Algorhyme 》的诗歌，而这首诗歌是根据Joyce Kilmer 的名作《Trees 》而改编。 2. 生成树协议的背景随着以太网的广泛应用，局域网的结构也日趋复杂。为了避免交换网络中的单点故障引起网络中断，人们引入了冗余技术。然而新的问题又产生了，冗余链路在带来稳定的同时又造成了网络中的环路。而环路问题会引起广播风暴、多帧复制、及MAC 地址表的不稳定等不良结果。应运而生的生成树协议则在这个问题上给出了解决的方法，它可以通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环，同时当活动路径发生故障时可以激活冗余备份链路恢复网络连通性。 3. 生成树协议的工作原理 3.1 生成树协议的思想及历史生成树协议（Spanning-Tree Protocol,STP IEEE802.1d 标准）的主要思想就是当网络中存在备份链路时，只允许主链路激活，如果主链路因故障而被断开后，备用链路才会被打开。其发展历程包括三个阶段：一代生成树协议：STP/RSTP ；第二代生成树协议：PVST/PVST+；第三代生成树协议：MISTP/MSTP 。生成树协议的主要作用可以概括为：避免回路，冗余备份。 3.2 生成树协议的原理生成树协议使用BPDU 来传送设备的有关信息。网络中所有交换机每隔一定的时间间隔就发送和接收一次BPDU 数据帧，并且用它来检测生成树拓扑的状态，通过生成树算法得到最优拓扑结构。 3.3 网桥协议数据单元（BPDU ） STP 依靠网桥相互交换各自的BPDU 获取网络拓扑结构信息，从而组建生成树。BPDU 主要包括的重要信息如下： 1)根桥ID(Root ID)，由根桥的优先级和根桥的MAC 构成。网桥和交换机的优先级可以手工配置，缺省值通常为32768。 2)从发送网桥到根桥的最短路径开销(RootPath Cost)，为发送网桥到根桥的最短路径上所有链路开销的和。链路开销是与交换机端口相连的链路速率相关的参数，可以手工配置。 3)发送网桥的ID(Transmitting Bridge ID)，由该网桥的优先级和该网桥的MAC 组成。 4)发送端口的ID(Transmitting Port ID)，由端口优先级和端口索引值组成。 5)配置消息的生存期Message Age ，接收到配置消息的端口如果是根端口，则交换机将配置消息中携带的Message Age 按照一定原则递增，并启动定时器为这条配置消息计时。 6）配置消息的最大生存期Max Age ，Max Age 用来判断配置消息是否过时。 7）配置消息发送的周期Hello Time ，该参数决定根交换机向周围的交换机发送自己的配置消息或Hello 报文的时间间隔。 8）端口状态迁移的延时Forward Delay ，该参数用于交换机状态迁移机制。 3.4 生成树协议中的主要角色 1）根交换机(Root Switch)：每广播域选出一个根交换机－根桥；2）指定端口(Designated Port) ：从每个网段到达根交换机的具有最佳路径的端口，处于转发状态(Forwarding)，由根桥的最优端口充当； 3）备用端口（Backup port ）：DP 的备份端口，由根桥的次优端口充当； 4）根口(Root Port)：从每个非根交换机到达根交换机的具有最佳路径的端口，处于转发状态(Forwarding)。由非根交换机的最优端口充当； 5）替换端口（Alternate Port ）：根口的替换口。由从交换机的次优端口充当； 6）非指定端口(Non-designated Port)：阻塞其它的冗余端口，处于阻塞状态(Blocking)。 3.5 生成树协议作用下端口的状态图 1 图1描述了当生成树协议作用后，交换网络中各个交换机活动端口的端口类型。 3.6 生成树协议的运行过程1）初始状态所有当前网络下的交换机在初始状态下都会认为自己是根桥，因此各个交换机以自己各个活动的端口状态生成以自己为根的配置消浅析生成树协议原理及其实验设计陈荣（湖北工业大学，湖北武汉 430064）摘要：主要介绍了生成树协议的起源、产生背景、思想、发展历程、工作原理及运行过程，通过具体的实验验证了生成树协议在交换网络中所发挥的巨大作用。通过对比观察生成树协议首次运行和网络拓扑发生变化后各交换机活动端口的工作状态，详细展现了生成树协议原理工作的全过程。关键词：生成树协议；BPDU 协议单元；端口；优先级中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2011）05-0093-02

华为生成树协议STP分析过程与配置方法

1 华为生成树协议STP分析过程与配置方法一、学习目的： 1、掌握配置STP的方法 2、掌握修改网桥优先级影响根选举的方法 3、掌握修改端口优先级影响根端口与指定端口选举的方法 4、掌握配置RSTP的方法 5、掌握STP与RSTP的相互兼容问题 6、掌握配置MSTP实现不同vlan负载均衡的方法 7、掌握MSTP与STP的相互兼容问题 8、掌握生成树中的保护方法二、重点命令 1、开启stp 1.stp enable 2.stp mode stp

2、查看stp状态 1.dis stp 2.dis stp brief 3、指定stp主根和备根 1.stp root primary 2.stp root secondary 4、手工指定根桥优先级 1.stp priority 4096（4096的倍数）2

5、指定RP 1.int g0/0/10 2.stp port priority 16（16的倍数）6、指定DP 1.int g0/0/24 2.stp cost 2000000 7、开启rstp 1.stp enable 3

4 2.stp mode rstp 8、配置mstp 1.stp enable 2.stp mode mstp 3.stp region-configuration 4.region-name RG1 5.instance 1 vlan 1 to 10 6.instance 2 vlan 11 to 20 7.active region-configuration 9、查看mstp实例配置 1.display stp region-configuration

华为stp生成树协议笔记样本

xxstp生成树协议笔记样本华为p stp生成树协议笔记本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 STP为什么会有stp为了保证可靠，设计了一种环网拓扑，又因为交换机的工作原理，会出现环路问题，为了解决环路，才有了p stp生成树c1mac地址表震荡2广播风暴作用::在保证可靠的基础上，解决环路问题原理::阻塞端口（预备端口）通过选举阻塞端口，来防止环路1根桥（根交换机）:1比较每台交换机上的网桥桥id（优先级c+mac地址）越小越优先默认优先级32768修改优先级修改的时候要改成64096的倍数交换机上有默认的p stp版本为mstp （多实例生成树）stp（生成树）rstp(快速生成树))[[系统]stpmodestp修改p stp 的模式Stp priority4096修改优先级2根端口::非根交换机到达根交换机的最优端口比较规则1路径开销值本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 2对端网桥id3对端对口id4本端端口id（hub）3指定端口::每条链路上到达根交换机最优端口根交换机上所有端口都是指定端口比较规则1路径开销2本端网桥id3本端端口id（端口优先级和端口编号）端口优先级默认是1284剩下的端口就叫做阻塞端口本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。p Stp中的报文交互BPDU 桥协议数据单元两种bpdu1配置bpdu作用::用于角色（端口）选举维护网络拓扑22秒11次最多20秒秒20秒没有根的回应，则认为根n down掉2t bpdu拓扑变化bpdu作用::发当拓扑发生变化时，会发t bpduBpdu字段s1bpdu flsges标识字段Tca位拓扑变化确认位Tc位拓扑变化位发生变化时置112rootidentifier根网桥id3root pathcost到达根的开销值4bridge id本交换机的网桥id5port id端口id0x8001前面的80代表优先级128，101代本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。

论文题目：STP(生成树协议)的原理与配置

论文题目：STP（生成树协议）的原理与配置 STP（生成树协议）的原理与配置摘要：在局域网中，简单的物理冗余会造成回路，若无正确的备份策略，将形成广播风暴而影响整个网络性能，严重情况下甚至会造成整个网络的瘫痪。基于图论的生成树算法就是通过禁止多余的链路将环路结构转换为逻辑上的树形拓扑结构，这样保证互连的网络中任意节点到其他所有节点均有唯一的路径，而且是最优路径，以阻止由此产生的局域网广播风暴。同时，STP负责监测拓扑结构的变化，并能在拓扑结构发生变化之后重构新的生成树拓扑结构。关键字：网络、广播风暴、STP、拓扑结构； 1.STP的概念： STP（生成树协议）是一个二层管理协议。在一个扩展的局域网中参与STP 的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为Blocking，来消除网络中的环路。 2.STP技术原理： STP的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。由根桥

开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。 3.STP的功能：生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。新型以太单板支持符合ITU-T 802.1d 标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。 IEEE 802.1d是最早关于STP的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。STP使您能在网络设计中部署备份线路，并且保证：在主线路正常工作时，备份线路是关闭的；当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。 RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是STP的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。 4.生成树算法（STA）的过程生成树算法的过程虽然很复杂，但是其过程可以归纳为三个部分：（1）选择根网桥（2）选项根端口（3）选择指定端口。选择根网桥的依据是：交换机的网桥优先级，网桥优先级是用来衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制数，取值范围是0～65535.默认值是32768，网桥ID是由网桥优先级和网桥MAC地址组成的。共有8个字节。

Cisco基础：STP协议原理及配置

一、STP概述 STP（生成树协议）是一个二层管理协议。在一个扩展的局域网中参与STP的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元bpdu（bridge protocol data unit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为blocking，来消除网络中的环路。 IEEE 802.1d是最早关于STP的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。STP使您能在网络设计中部署备份线路，并且保证： * 在主线路正常工作时，备份线路是关闭的。 * 当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。 rSTP（rapid spanning tree protocol）是STP的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。 1.1 设置STP模式使用命令config spanning-tree mode可以设置STP模式为802.1d STP或者802.1w rSTP. 1.2 配置STP 交换机中默认存在一个default STP域。多域STP是扩展的802.1d，它允许在同一台交换设备上同时存在多个STP域，各个STP域都按照802.1d运行，各域之间互不影响。它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境，基本实现在vlan中计算生成树。 1.2.1 创建或删除STP 利用命令create STPd和delete STPd可以创建或删除STP. 缺省的default STP域不能手工创建和删除。 1.2.2 使能或关闭STP 交换机中STP缺省状态是关闭的。利用命令config STPd可以使能或关闭STP. 1.2.3 使能或关闭指定STP的端口交换机中所有端口默认都是参与STP计算的。使用命令config STPd port可以使能或关闭指定的STP端口。

华为与CISCO交换机二层生成树协议互通分析

华为与CISCO交换机二层生成树协议互通分析文档密级：内部公开修订记录

华为与CISCO交换机二层生成树协议互通分析文档密级：内部公开目录第1章前言 (1) 第2章生成树原理分析 (2) 2.1 STP原理 (2) 2.1.1 STP基本概念 (2) 2.1.2 STP技术细节 (5) 2.2 RSTP原理 (6) 2.2.1 RSTP基本概念 (6) 2.2.2 RSTP技术细节 (10) 2.3 MSTP原理 (11) 2.3.1 MSTP基本概念 (11) 2.3.2 MSTP技术细节 (13) 2.4 Cisco厂家支持情况 (14) 2.4.1 PVST (14) 2.4.2 PVST+ (14) 2.4.3 Rapid-PVST+ (15) 2.4.4 MST (16) 第3章华为与PVST+/RPVST+的互通性分析 (17) 3.1 综述 (17) 3.2 CISCO报文类型分析 (18) 3.3 链路开销算法 (19) 3.4 MSTP与CISCO交换机互通的几个特殊命令详解 (19) 3.4.1 stp no-agreement-check (19) 3.4.2 stp compliance { auto | dot1s | legacy }（可选） (21) 3.4.3 stp config-digest-snoop（可选） (21) 3.5 测试结果 (22) 第4章混合组网案例介绍 (24) 4.1 案例一 MSTP互通（推荐） (24) 4.1.1 网络拓扑 (24) 4.1.2 网络配置 (24) 4.1.3 注意要点 (27) 4.2 案例二 STP与PVST+互通（透传方案） (28) 4.2.1 网络拓扑 (28) 4.2.2 网络配置 (28) 4.2.3 注意要点 (31)

生成树协议详解

生成树协议详解生成树协议是由Sun微系统公司著名工程师拉迪亚?珀尔曼博士(Radia Perlman )发明的。网桥使用珀尔曼博士发明的这种方法能够达到2层路由的理想境界:冗余和无环路运行。你可以把生成树协议设想为一个各网桥设备记在心里的用于进行优化和容错发送数据的过程的树型结构。我们要介绍的这个问题在图1中进行了描述。图1. 如果这些交换机不采用生成树协议并且以这种方式连接，每一台交换机将无限地复制它们收到的第一个数据包，直到内存耗尽和系统崩溃为止。在2层，没有任何东西能够阻止这种环路的事情发生。在图1中，管理员必须要手工关闭这个红色连接线路才能让这个以太网网络运行。生成树协议在当前可用连接有效时关闭一个或者更多其它冗余连接，而在当前连接出现故障后，再启用这些被关闭的冗余连接。生成树协议决定使用哪一个连接完全取决于网络的拓扑结构。生成树协议拓扑结构的思路是，网桥能够自动发现一个没有环路的拓扑结构的子网，也就是一个生成树。生成树协议还能够确定有足够的连接通向这个网络的每一个部分。它将建立整个局域网的生成树。

当首次连接网桥或者发生拓扑结构变化时，网桥都将进行生成树拓扑的重新计算。当一个网桥收到某种类型的“设置信息”(一种特殊类型的桥接协议数据单元，BPDU)时，网桥就开始从头实施生成树算法。这种算法从根网桥的选择开始的。根网桥(root bridge)是整个拓扑结构的核心，所有的数据实际上都要通过根网桥。顺便提示一下，有手工设置根网桥时要特别注意。对于思科设备来言其根网桥的选择过程暴露出一些问题，就是过分简单化。思科硬件通常使用最低的MAC地址，具备这些地址的设备通常是网络中最古老的设备，因而其交换速度常是最慢的，而从根网桥在网络中的位置看，它负荷却最重。生成树构建的下一步是让每一个网桥决定通向根桥的最短路径，这样，各网桥就可以知道如何到达这个“中心”。这一步会在每个局域网进行，它选择指定的网桥，或者与根桥最接近的网桥。指定的网桥将把数据从局域网发送到根桥。最后一步是每个网桥要选择一个根端口。所谓根端口也即“用来向根桥发送数据的端口”。注意，一个网桥上的每一个端口，甚至连接到终端系统(计算机)的端口，都将参加这个这个根端口选择，除非你将一个端口设置为“忽略”。上面就是生成树算法的过程。但是，这还不能解释生成树在现实世界中实际上在做什么。我们说，这种计算是破坏性的。毫无疑问，它确实是如此。要进行这种计算，网桥必须停止所有的通信。网桥要经过一系列的测试和学习阶段，只有在拓扑结构建立起来之后才开始发送数据。网桥只有在拓扑机构改变的时候或者网桥得到一个BPDP