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生成树协议配置
一、原理概述
STP(Spanning Tree Protocol)是生成树协议的英文缩写,可应用于计算机网络中树形拓
扑结构建立,主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。
1、 为什么要有生成树:因为当有环路存在时,广播的发送会引起全网的广播风暴,因
此需要打破环路生成的条件,而生成树协议就是解决。二层广播风暴的重要手段,
另外我们会阻塞-些端口,打破环路生成条件,当链路出现问题时,这些被阻塞的
端口可以过渡到转发状态,实现链路的备份的作用。BPDU (Bridge Protocol Data
Unit) 网桥协议数据单元,STP 的各种选举是通过交换 BPDU 报文来实现的,BPDU
是直接封装在以太网帧中的。(802. 3+802. 2),对于参与 STP 的所有 SW,它们都
通过数据消息的交换来获取网络中其他 SW 的信息,这种消息就被称为 BPDU,BPDU
是直接封装在二层的协议。
2、 BPDU 功能:选举根桥,确定冗余路径的位置,通过阻塞特定端口来避免环路,通
告网络的拓扑变更,监控生成树的状态,BPDU 每 2S 由根桥发送一次。(拥有最小 br
idge- id 的交换机成为根桥),最初的网络,每个 SW 都认为自己是根桥,都会发送
BPDU,比较 Lowest BID,选举出一个根桥,此时就只有根桥发送 BPDU。 非根桥只
进行转发,转发时只修改 bridge- id 和 cost 字段。
3、 BPDU 类型:
1)、 配置 BPDU,通常由根网桥以周期性间隔发出,包括了 STP 参数,用于进行各
种选举。
2)、 TCN ( topology change notification 拓扑变更通告) BPDU–这种 BPDU 是当交换
机检测到拓扑发生变更时所产生。TCN ( Topology Change Notification) BPDU,这
种 BPDU 是 SW 检测到拓扑变更时产生的。可由非根网桥发出。
3)、 选举根交换机的规则:
lowest BID=网桥优先级+ MAC 地址 (越小越优)。交换机默认网桥优先级是 32768。
4、 STP:单实例生成树协议;RSTP:快速生成树协议;MSTP:多实例生成树协议;通
过 STP、RSTP 协议可以实现 1.逻辑上防止链路环路;2.物理上实现链路备份;通过
MSTP 协议不但可以实现上述两点,还可以实现负载均衡。
5、 STP 五种端口状态:Disable(禁用)、Listening(监听)、学习(Learning)、转
发(Forwarding)、阻塞(Blocking)
Disable(禁用):端口 shutdown,端口 Up 后会从 Disable 转为 Listening 状
态
Listening(监听):在该状态下可以发送和接收 BPDU 包,但是不能转发数据
帧,用于选举设备角色和端口角色,该状态会维持一个,该状态会维持一个
Forward Delay(15 秒)的时间,超过该时间后会过渡到 Learning 状态
Learning(学习):在该状态下可以发送和接收 BPDU 包,可以接收但是不能
转发数据帧,会学习源 MAC 地址用来构建 MAC 地址表,该状态会维持一个
Forward Delay(15 秒)的时间,超过该时间后会过渡到 Forwarding 状态
Forwarding(转发):在该状态下可以发送和接收 BPDU 包,同时也可以接收
和转发数据帧。
Blocking(阻塞):在该状态下可以接收 BPDU 包,但是不能转发 BPDU 包和数
据帧。