STP--生成树协议

Posted 2020-10-11

                    生成树协议（Spanning Tree Protocol）,简称STP。

为什么要用生成树协议？

  在下图的交换网络中，若交换机间的链路发生故障，会导致主机间无法进行通信，我们称之为“单点故障”。

如何解决“单点故障”？

    增加冗余链路和冗余设备来解决。

    我们再增加一条链路解决了“单点故障”的问题，但是我们发现会产生数据转发环路。如下图所示：

数据转发环路带来的问题？

    产生环路的数据，会不断的在我们的网络中进行传输，从而消耗网络中的链路资源和设备资源。

如何解决数据环路问题？

    我们在交换机上运行STP。

STP的作用？

   在存在冗余链路的情况下，实现环路的防护。

如何实现？

   BPDU——桥接协议数据单元

STP分类？

  PVST（每个VLAN生成树协议）/RSTP（快速生成树协议）/MSTP（多生成树协议）

STP工作过程？

  1.确定交换机角色

        根交换机

        非根交换机

   如何确定交换机角色？

       原则：比较每个交换机的BID（桥ID），越小越好；

       桥ID组成：优先级+MAC。交换机的优先级默认是32768；MAC指的是交换机的主板MAC（基MAC）。

       查看命令：SW1#show version

  2.确定端口角色

        根端口-每个非交换机只有一个距离根交换机最近的端口，称之为根端口

        指定端口-每一个“冲突域”中都存在一个距离根交换机最近的口，称之为指定端口

        非指定端口-其他所有端口，都称为非指定端口

     如何表示“距离”？

         在STP中，通过cost表示一个路径的距离；对于某些链路，都有默认的cost值：

         10M—cost 100

         100M—cost 19

         1000M—cost 4

         10G—cost 2

    BPDU包含的关键字段？

        报文类型—标识是配置BPDU还是TCN BPDU

        根网桥ID（ROOT-ID）—表示根交换机是谁

        根路径成本（COST）—表示发送该BPDU的交换机到达根交换机的距离

        发送网桥ID（BID）—表示发送该BPDU的交换机的名字

        端口ID（PORT-ID）—表示发送方交换机是在哪个端口发送出来的；

                        组成：端口优先级+端口号

                              端口优先级默认值为128；

  3.确定端口状态

        disable—相当于shutdown，此时端口不能使用；

        listenin—侦听，该端口侦听的是BPDU，用来确定端口角色；

        learning—学习，该状态学习的是MAC，形成MAC地址表；

        forwarding—转发，即端口的最终转发状态；（根端口，指定端口）

        block—阻塞，此时的端口是不可以发送数据的；（非指定端口）

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