STP——生成树协议

一、STP概述

1、交换网络环路的产生

STP——生成树协议

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。

STP——生成树协议

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

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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

 

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3、带宽与路径成本的关系

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4、端口ID

在非根网桥上,选择一个根端口(RP)

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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

STP——生成树协议

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

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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

 

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5、STP收敛

交换机端口的STP状态

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STP端口状态

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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)

 

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