一、STP概述
1、交换网络环路的产生
环路造成的结果:
① 广播风暴的形成
② 多帧复制
③ MAC地址表紊乱
2、STP简介
STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议,主要作用是防止网桥网络中冗余链路形成的环路工作。
如上图所示:
- 逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生
- 当线路故障,阻塞接口被激活,恢复铜线,起备份线路的作用
二、STP的生成树算法
1、生成树算法分为3个步骤
选择根网桥(Root Bridge)
选择根端口(Root Ports)
选择指定端口(Designated Ports)
2、网桥ID(BID)
- 网桥ID是唯一的
- 选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥
根据网桥ID选择根网桥方法:
网桥优先级小的为根网桥;在优先级相同的情况下,MAC地址小的则为根网桥
3、选择根端口的依据
- 到根网桥最低的根路径成本
- 直连的网桥ID最小
- 端口ID最小
根路径成本:网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和
3、带宽与路径成本的关系
4、端口ID
在非根网桥上,选择一个根端口(RP)
5、指定端口
根桥上的端口全是指定端口
在每个网段上,选择1个指定端口
非根桥上的指定端口,选择顺序:
- 根路径成本较低
- 所在的交换机的网桥ID的值较小
- 端口ID的值较小
6、端口阻塞
在每个网段上选择1个指定端口(DP)
根网桥上的端口都是指定端口
既不是根端口,也不是指定端口,STP将这个端口阻塞(Block)
7、介绍STP的计算过程
二、BPDU(网桥协议数据单元)
1、BPDU的概念
Bridge Protocol Data Unit-网桥协议数据单元
使用组播发送BPDU
2、BPDU的类型
配置BPDU
拓扑变更通告(TCN)BPDU
3、BPDU报文字段
根网桥ID、根路径成本、发送网桥ID、端口ID
根网桥ID:由一个2字节优先级和一个6字节网桥MAC地址组成,这个信息组合是已经被选定为根网桥的设备标识。
根路径成本:说明这个BPDU从根网桥传输了多远,成本是多少。这个字段的值决定哪些端口将进行转发,哪些端口将被阻断。
发送网桥ID:这是发送该BPDU的网桥信息,由网桥的优先级和网桥的MAC地址组成。
端口ID:由1字节的端口优先级和1字节的端口编号组成。
4、STP利用BPDU选择根网桥
当交换机启动时,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
当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
5、STP收敛
交换机端口的STP状态
STP端口状态
6、生成树计时器
Hello时间:2S,根桥发送BPDU的间隔
转发延迟(Forward Delay):15S,监听和学习的持续时间
最大老化时间(Max Age):20S,保持阻塞的最大时间(没有收到BPDU)