stp生成树协议详解

目录
一、什么是生成树
二、生成树的作用
三、生成树的种类
四、生成树的工作机制
五、生成树的选举
六、生成树的拓扑变更
七、RSTP相比STP以及MSTP的介绍
八、生成树的增强功能

一、什么是生成树
生成树协议(Spanning Tree Protocol 简称:STP),是一种工作在OSI中数据链路层的通信协议,基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路,用户确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构。从而避免广播风暴,大量占用交换机的资源

二、生成树的作用
生成树最主要的作用就是构造无冗余的最优路径(防止二层环路)。我们知道在交换机构成的交换网络中,很容易出现交换机之间的环路,从而造成MAC地址漂移,广播风暴。所以在交换网络中需要存在一个机制来控制并阻止这种环路的产生,因此也就产生了生成树协议。

三、生成树的种类
1、802.1D stp pvst
2、802.1w rstp rpvst
3、802.1S MSTP mstp
STP(spanning tree protocol,生成树协议)不能使端口状态快速迁移,即使是在点对点链路或边缘端口,也必须等待2倍的forward delay的时间延迟,端口才能迁移到转发状态。
RSTP(rapid spanning tree protocol,快速生成树协议)可以快速收敛,但是和stp一样存在以下缺陷:局域网内所有网桥共享一棵生成树,不能按vlan阻塞冗余链路,所有vlan的报文都沿着一棵生成树进行转发。
MSTP(multiple spanning tree protocol,多生成树协议)将环路网络修剪成为一个无环的树型网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现vlan数据的负载均衡。
STP
缺点:所有的Vlan都是按照同一个STP来工作的。
优点:开销小。
RSTP(PVST)
优点:可以为每个Vlan配置一个STP。可以实现基于Vlan.L2的负载分担。
缺点:SW维护很多的STP,开销大。Vlan改变,波及大。
MSTP(MST)–对STP和PVST的优化方案
1.MST对vlan分组(Instance)
2.每个分组可以有独立的STP,实现L2负载分担。

四、生成树的工作机制
1.角色介绍
根桥(Root bridge):
是桥ID最低的网桥。它将成为网络中的焦点,所有其它的决定都是根据根桥的判断来做出选择的。

桥ID(Bridge ID):
STP利用桥ID来跟踪网络中的所有交换机。桥ID是由桥优先级(在所有的Cisco交换机上,默认的优先级为32768)和MAC地址的组合来决定的。在网络中,桥ID最小的网桥就成为根桥。

非根桥(Nonroot bridge):
除了根桥外,其他所有的网桥都是非根桥。它们相互之间都交换BPDU,并在所有交换机上更新STP拓朴数据库,以防止环路并对链路失效采取补救措施。

端口开销(Port cost):
当两台交换机之间有多条链路且都不是根端口时,就根据端口开销来决定最佳路径,链路的开销取决于链路带宽。

根端口(Root port):
根端口是指直接连到根桥的链路所在的端口,或者到根桥的路径最短的端口。选择依次比较:开销最低的端口,如开销相同,就使用桥ID小一些的那个,如多条链路来自同一台设备,就使用端口号最低的那条链路。

指定端口(Designated port):
有最低开销的端口就是指定端口,指定端口被标记为转发端口。

非指定端口(Nondesignated port):
非指定端口是指开销比指定端口高的端口,非指定端口将被置为阻塞状态,它不是转发端口。

转发端口(Forwarding port):指能够转发帧的端口。

阻塞端口(Blocked port):
阻塞端口是指不能转发帧的端口,这样做是为了防止产生环路。然而,被阻塞的端口将始终监听帧。

端口状态:
Disable:此状态下端口不转发数据帧,不学习MAC地址表,不参与生成树计算。

blocking :此状态下端口不转发数据帧,不学习MAC地址表,此状态下端口接收并处理BPDU,但是不向外发送BPDU。

listening:此状态下端口不转发数据帧,不学习MAC地址表,只参与生成树计算,接收并发送BPDU。

learning:此状态下端口不转发数据帧,但是学习MAC地址表,参与计算生成树,接收并发送BPDU。

fowarding;此状态下端口正常转发数据帧,学习MAC地址表,参与计算生成树,接收并发送BPDU。

2.工作过程
BPDU每 2S 由根桥发送一次。
最初的网络,每个交换机都

你可能感兴趣的:(stp生成树协议详解)