冗余拓扑概述
冗余拓扑(Redundant topology )
冗余拓扑消除了由于单点故障所引起的网络问题
冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表的不稳定的问题
广播风暴:
重复帧：
MAC地址表的不稳定：
生成树协议的规则：
每个网络只有一个根网桥
每个非根网桥只能有一个根端口
每段只能有一个指定端口
根端口和指定端口都是Forward
其他端口为Blocking
生成树协议（Spanning-Tree Protocol）
STP选举的三个步骤：
1、 选举一个根网桥：在一个网络中只有一台网桥成为根网桥。根网桥的所有端口都为指定端口，指定端口通常为转发状态。
2、 在非根网桥上选举根端口：在每个非根网桥上建立一个根端口
这个根端口是从非根网桥到根网桥的最低成本路径。
根端口一般处于转发状态，生成树的路径成本是从根网桥到非根网桥路径上所有成本的一个累加值，这些成本是基于带宽计算出来的。
3、 为每个网段选举指定端口：将网桥上到达根网桥有最低成本的端口设置为指定端口，指定端口处于转发状态，非指定端口为阻塞状态，不转发流量但可接收BPDU。
BPDU: Bridge Protocol Data Unit (default:sent every two second)
STP构建无环网络的四步判定法：
1、 最小的根网桥ID（BID: brige ID）
2、 到根网桥最低的路径成本。
3、 最低的发送网桥ID
4、 最低的端口ID
生成树协议根网桥选择
Root bridge =Bridge with the lowest bridge ID
Bridge ID= Bridge Priority
MAC Address
Spanning-Tree Path Cost
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Link Speed
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Cost(Rebvised IEEE Spec)
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Cost (Previous IEEE Spec)
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10Gbps
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2
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1
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1Gbps
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4
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1
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100Mbps
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19
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10
|
|
10Mbps
|
100
|
100
|
选择过程：
先选择根网桥和非根网桥，再同时选择根端口和指定端口。
注意：
1、路径成本值是由接收网桥指定的，而非发送网桥所指定。
运行STP的网桥和交换机每两秒钟发送一次BPDU更新。
每台交换机在初始化的过程中都认为自己是根桥
BPDU作用：
1、 选择一台单独的交换机作为生成树的根
2、 计算它自身到根交换机的最短路径。
3、 对于每一个LAN,指定一台交换机作为最近根的交换机，称它为指定交换机。指定交换机处理所有从LAN到根交换的通信。
4、 每个非根交换机选择自身的一个端口为根端口，是到根交换路径最短的。
5、 在每一个网段上选择于生成树一部分的端口作为指定端口，非指定端口被阻塞掉。
生成树端口状态
生成树会将每个端口的状态作以下改变：
几种状态的作用：
1、 阻塞状态：为了避免环路而组织该端口发送和接收数据，但可以接收BPDU.
2、 帧听状态：不转发数据，进入选举根桥，根端口和指定端口的状态。
3、 学习状态：不转发数据，可以帧听MAC地址，用来构建自己的MAC表。
网桥刚启动的时候会认为自己是根桥此时状态转换成帧听状态。
当端口接收到更优的BPDU时停止发送自己的BPDU。
20S后如果无更新的BPDU，则转发自己的BPDU。
网络拓扑发生改变交换机会重新计算STP
收敛时间
当所有交换机的端口都改变到转发或阻塞状态时发生收敛
收敛时间内，所有用户数据不能通过收敛的端口