stp生成树协议

stp：传统生成树（802.1D）
作用：通过阻塞端口来消除环路，并且实现链路备份

1、工作原理

1.1 三种端口角色

• 根端口（RP）

  • 接受BPDU,但不转发BPDU,发送并接受用户的业务流量

• 指定端口（DP）

  • 发送BPDU,但不接收BPDU,不发送并接受用户的业务流量

• 替换端口（AP)

  • 接受BPDU,但不发送BPDU,不发送并接受用户的业务流量

1.2 五种端口状态

• disable（禁用）

• blocking（阻塞）

  • 不用转发用户报文

• listening（侦听）

  • 不用转发用户数据

• learning（学习）

  • 不用转发用户数据

• forwarding（转发）

1.3 STP中的ID

• BID(bridge ID）

  • 优先级

    • 范围：0-65535,步长：4096
    • 默认：32768，要成4096的倍数

  • mac

    • Mac地址组成（背板Mac，一个设备只有一个）

• PID（port ID）

  • 端口优先级

    • 子主题 1

  • 端口号

    • 系统分配，不可修改，步长：16

1.4 选举原则

• 选举一个桥根(ROOT)

  • 皇帝“this bridge is the root”

• 每个交换机选举一个根端口（root port)

  • 太守

• 在每个链路上（segment）有且只有一个指定端口（design port）

  • 太监-公公

• 除了根端口和指定端口，其他端口为逻辑上拥塞的非指定端口（ALTE）

  • 庶民

根桥选举 --“以小为优”

• 根据桥ID9（BID)来选举的
• 比较顺序：1、优先级，2、Mac地址

端口角色选举–‘“以小为优”

• RP

  • 1、cost，2、对端BID,3、对端PID,4、本端PID
  • PID范围：0-240 默认128 步长：16

• DP

  • 1、cost，2、本端BID,3、本端PID
  • 根设备上所有端口都是指定端口

• AP

  • 选举过程中被阻塞

1.5 配置命令

• stp mode ？ //stp、rstp、mstp：生成树、快速生成树、多生成树，多最好
• stp root ？ //priority、secondary：优先级为0，优先级为4096
• stp priority ？ //0–最大可能性成为根，必须是4096的倍数
• stp cost ？ //配置stp的cost值

2、BPDU

BPDU(bridge  protocol   data unit）  :桥协议数据单元

• 包含bid、路径开销、端口ID、计时器等参数

• 目的组播Mac：01-80-c2-00-00-00

• 三个定时器

  • hello time（hello定时器）

    • 设备发送BPDU的时间间隔，默认2s

  • forword delay（转发延时）

    • 后期酸辛Mac地址表的时间，缺省15s。

  • max age（最大生存时间）

    • BPDU报文的老化时间，缺省20s

• massage age（max hop，跳数）

  • 当message age>max age 数据帧丢弃，当message age<=max age接受数据帧并且转发。经过一台交换机该值加1.

3、STP的不足

• stp从初始状态到完全收敛至少需要30s
  （listening->learning->forwarding)
• 采用被动算法，依赖定时器（如延时转发定时器）等到当时来判断拓扑变化，收敛慢
• 拓扑变化更新机制效率低

往期内容:

• 深入理解MPLS，和你一起详谈MPLS标签和动作！）
• 【计算机网络】-边界网关协议(BGP)
• 什么是组播?让我们一起解密组播协议（IGMP、PIM）
• HCIE面试题：MPLS网络对路由做出汇总后会有什么问题？

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本文作者： 肉肉
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