路由交换：STP（一）

Posted 2023-03-23

参考技术A 交换机转发BUM报文的机制造成的，数据帧没有防环机制,导致交换机环路无法消除
B：boradcast广播
U：未知的MAC单播帧
M：组播

交换机端口学习机制，后学习到的会把之前学习到的覆盖，使得交换机生成错误的表项，导致转发出现错误。

如果存在大量的广播帧，导致网络性能下降甚至不可用，终端设备也会消耗大量CPU资源处理广播

1、选举一个根桥：
一个广播域中有且仅有一个根桥。
2、每个非根交换机选举一个根端口：
在一个广播域中，非根桥有多少个，根端口就有多少个
3、每个存活链路选举一个指定端口：
交换机的每一个端口所连接着的链路都可以称作一个网段即冲突域，交换机可以隔离冲突域
4、选非根、非指定端口作为阻塞端口：
标准的STP（802.1D）Dlock prot
华为STP阻塞端口称为AP，AP源自于RSTP

STP协议的所有角色都是通过比较BPDU的参数选举出来的
STP协议定义了每个交换机都有一个BID来标识自己
BID=pri+mac
pri取值有两个标准
pri默认值是32768
1、0~65535
2、0~61440 HW，但优先级取值必须是4096的倍数，实际上是16个值，而cisco两套标准都可以用

ROOT桥：发送最好BPDU的交换机
RP（根端口）：非根桥上接收最好BPDU的端口
DP（指定端口）：链路上发送最好BPDU的端口
AP（备用端口）：既不是RP又不是DP的端口，被Block
DP要么对着RP，要么对着AP

RID：根桥的BID
RPC（Root Path Cost）：
对于根桥来说RPC永远等于0
对于非根桥来说RPC是自己到根桥路径的开销之和
BID：交换机自己的BID
PID：由端口pri+端口id组成，优先级的取值为0-240，默认值是128，取16的倍数

1、比较RID，RID越小越优先
2、继续比较RPC路径和，越小越优先
3、继续比较BID，越小越优先
4、比较PID，越小越优先
5、比较自身PID（有Hub情况下才会出现这种情况）

小提示：非根桥根据根端口的配置消息（RP的BPDU参数）计算指定端口的消息（DP的BPDU参数），计算结果如果比DP本身的BPDU参数好，则该端口为DP端口，否则为AP。

forwarding：转发数据，学习mac地址，处理BPDU报文
learning：不转发数据，学习mac地址，处理BPDU报文
listening：不转发数据，不学习mac地址，处理BPDU报文
blocking：不转发数据，不学习mac地址，处理BPDU报文
disable：接口被禁用
稳定STP网络只有两种状态，即forwding和blocking

1、端口初始化或生成树协议感知到端口使能
2、端口被选为根端口或者指定端口
3、端口不再是根端口或者指定端口
4、forward delay计时器超时
5、端口禁用或链路失效
结论：
一个blocking状态的DP/RP至少需要30秒进入到forwarding
非根桥的RP失效并存在AP时，AP成为新的RP，经历30s进入fording状态（从blocking到listening 15s，从listening到forwarding 15s）
非根桥的RP失效但是不存在AP时，此时交换机认为自己失去了到根桥的所有路径，于是该交换机将自身作为根桥，发送以自己为根的BPDU报文，下游交换机需要等待20s将之前的BPDU老化，在处理该BPDU，此时需要50s恢复网络。（次级BPDU的处理机制）