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STP总结

作者:互联网

一、STP的作用
生成树协议的由来:由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问,系统瘫痪,因此,在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题。但是,这种做法同时存在优缺点——优点是:减少单点故障,增加网络的可靠性;缺点是:产生交换环路,从而导致广播风暴,同一数据帧的重复拷贝,MAC地址表的翻滚。而生成树可以很好的解决以上问题,生成树协议可以提供冗余链路,并解决环路问题。

二、STP的原理
生成树的基本原理可以归纳为三步,选择根网桥RB、选择根端口RP、选择指定端口DP。然后把根端口、指定端口设为转发状态,其它接口设为阻塞状态,这样一个逻辑上无环路的网络拓扑就形成了。在通信时,只有一条最优链路生效;当原本的链路出现故障时,将处于“阻塞状态”的端口重新打开,起到链路备份的作用,从而确保网络连接稳定可靠。

三、生成树分类
802.1d(STP) 802.1w(RSTP) 802.1s(MST)
cisco支持 PVST PVRST+ MST

四、STP的四种角色及选举过程
1、角色介绍
根网桥(RB):
树形网络结构中必须有根,于是STP引入了根桥(Root Bridge)的概念。在一个生成树实例中,有且仅有一个根桥,根桥对整个生成树进行管理和部署,通过发送BPDU进行指挥和维护。

根端口(RP):
根端口位于非根网桥上,每台非根网桥上有且仅有一个根端口,并且,在非根网桥上离根网桥最近的端口是根端口。根端口负责接收来自根网桥的BPDU,并向根桥方向转发用户数据。

指定端口(DP):
每段物理链路有且仅有一个指定端口,指定端口用于转发来之根桥的BPDU,也转发用户数据,默认根桥的所有端口都是指定端口。

阻塞端口(AP):
逻辑阻塞,只接收不转发数据。

2、角色选举过程
根网桥(RB)的选举:
默认初始时,所有交换机均认为本地是根网桥,均向外发送本地BPDU,然后根据选举规则选出根网桥,此后只有根网桥发出BPDU,其他交换机仅进行接收和转发。根网桥的位置可以改变。
选举参数:
BID:存在于BPDU中,BID由网桥优先级和MAC地址组成
网桥优先级:范围0-65535,默认是32768,步长4096
MAC地址:存在于交换机背板地址池中
选举规则:
(1)先比较网桥优先级,越小越优;
(2)网桥优先级相同时再比较MAC地址,越小越优。

根端口(RP)的选举:
选举参数:
PID:端口ID,PID由接口优先级和接口编号组成
接口优先级:范围0-240,默认是120,步长是16
接口编号:交换机网口的编号,如e0/0,e0/1
选举规则:
(1)比较从根桥发出的BPDU到进入非根网桥各个接口时的cost值(入向),小优;
(2)若cost值相同,比较BPDU发送者的BID;
(3)若BID相同,比较BPDU发送者的PID;先比较PID中的优先级,小优;若优先级相同,再比较接口的编号,小优;
(4)若PID相同,比较本地(BPDU接收者)的PID,小优。

指定端口(DP)的选举:
选举规则:
(1)比较从根桥发出的BPDU进入各个接口并从这些接口发出时的cost值(出向),小优;
(2)若cost值相同,比较BPDU接收者(本地)的BID,小优;
(3)若BID相同,比较BPDU接收者(本地)的PID,小优,大的阻塞。

非指定端口(NDP)——阻塞端口:
选举规则:
当以上角色选举完成后,剩余没有分配角色的接口就是阻塞端口。
关于对生成树协议的干涉,至少必须关注根网桥的位置,最合适的地点为汇聚层设备。

五、STP的端口状态
在802.1D中,端口除了角色外,还存在状态:
Disables(失效状态)(未开启stp或是端口down),不发送配置BPDU,不进行mac地址学习,不收发数据
Blocking(阻塞状态)(处于阻塞状态的端口),不发送配置BPDU但是接收配置BPDU,不进行mac地址的学习,不收发数据
Listening(监听状态)(中间的不稳定状态),接收和发送配置BPDU,不进行mac地址学习,不接收和发送数据。
Learning(学习状态)(中间的不稳定状态),接收和发送配置BPDU,进行mac地址的学习,不接收和发送数据。
Forwarding(转发状态)(处于转发状态的端口),接收和发送配置BPDU,进行mac地址的学习,接收和发送数据。

标签:总结,BPDU,优先级,选举,根桥,端口,STP,网桥
来源: https://blog.51cto.com/13596342/2578971