STP生成树 概述

Posted 2020-10-26

    为防止二层单点故障，采用冗余的交换机，但是，冗余会产生环路，导致广播风暴、mac-address-table不稳定，多帧复制等一系列问题。所以救世主STP来了。
 

1. 选举root bridge
2. 选举root port
3. 选举指定端口
4. 最后为阻塞端口

 
 

选举 root bridge：
最初所有的交换机都想成为root bridge， 都会发送BPDU宣称自己是root bridge， 有发送BPDU就会收到别的交换机发的BPDU， 交换机根据接收到的BPDU中的bridge-id 与自己的bridge-id比较, 最小的为root bridge 。
bridge-id 组成：优先级+物理地址

 

选举 root port：
此时根桥已经选举完成了，只有root bridge可以发送BPDU，所以交换机根据接收到的BPDU 中的Root Path Cost值，比较值的大小，小的会成为root port（是从交换机本身的各个接收BPDU的端口中选举root port ，与其他交换机没关系 ）。
注：Path Cost:根桥发出的COST值是0，在下一交换机的入口处才加上COST值，出口处COST值不变。交换机接收BPDU时开销值增加，发送BPDU时开销值不变；
选举根端口，比较接收的BPDU 。

 

选举 指定端口：
选举完root port后，就还剩下到目前为止还没有名字的port了，选举指定端口，比较端口转发BPDU时的Root Path Cost , 小的为指定端口。（看下面引用的案例最好理解，在不同交换机之间端口产生 指定端口）
注：选举指定端口，比较发送的BPDU

 

阻塞端口：
不是root port , 不是指定端口的就是 阻塞端口了。

 
端口角色:

1、blocking--阻塞状态，不转发数据帧，监听流入的BPDU，不学习MAC地址
2、listening--监听状态，不转发数据帧，不学习MAC地址，能够决定端口角色
3、learning--学习状态，不转数据发帧，能学习MAC地址
4、forwarding--转发状态，能够进行正常的帧转发
5、disable--该端口没有运行STP

当拓扑发生变化时，端口从阻塞状态过渡到正常转发状态的时间是30-50S
①   如果是直连接口down掉，端口状态过渡最大需要30S
【直连端口挂了，可以感知到出现问题了，所以不用20s的等待来判断是否出问题了】
②   如果是非直连故障，最大需要50S

＜BPDU　Timer＞
三个计时器：
?Message Age：最大存活时间（20S）
　Hello Time:根桥连续发送BPDU的间隔（2S）
　Forward Time:SW在监听和学习状态所停留的时间（15S）

参考链接:http://www.360doc.com/content/13/0330/14/8797027_274883365.shtml

 
BPUD的封装


 
 
选举实例：

①选举根桥(Root Bridge)。优先级一样，比较MAC地址，SW1为根桥。
②选举每台非根桥交换机上的根端口(Root Port)，比较接收到的BPDU(BPDU由根桥发出，即SW1发出)：
SW2：从f0端口收到的BPDU代价为19；从f1端口收到的BPDU代价为19+4+19=42；因此f0端口为根端口。
SW3：从g0端口收到的BPDU代价为19+19=38；从g1端口收到的BPDU代价为19+4=23；因此g1端口为根端口。
SW4：从g0端口收到的BPDU代价为19；从g1端口收到的BPDU代价为19+19+4=42；因此g0端口为根端口。
③选举每个网段上的指定端口(Designated Port)，比较发出的BPDU：
SW1-SW2网段：从SW1/f0口发出的BPDU代价为0；从SW2/f0口发出的BPDU代价为19+4+19=42；因此SW1/f0口为指定端口。
SW1-SW4网段：从SW1/f1口发出的BPDU代价为0；从SW4/g0口发出的BPDU代价为19+19+4=42；因此SW1/f1口为指定端口。
SW3-SW4网段：从SW3/g1口发出的BPDU代价为19+19=38；从SW4/g1口发出的BPDU代价为19；因此SW4/g1口为指定端口。
SW2-SW3网段：从SW2/f1口发出的BPDU代价为19；从SW3/g0口发出的BPDU代价为19+4=23；因此SW2/f1口为指定端口。
④非根端口，非指定端口即为阻塞端口(Block Port)，即SW3/g0口为阻塞端口。

参考链接：http://www.slyar.com/blog/stp-port-election.html