文章目录
- 1.STP简介
- STP的作用:
- 交换机环路带来的问题:
- 2.STP工作原理
- 1.STP相关概念:
- ①根桥(ROOT)
- ②桥ID(BID)
- ③端口ID(PID)
- 2.STP的端口角色:
- ①DP(指定端口)
- ②RP(根端口)
- ③AP(阻塞端口)
- 3.端口状态
- 4.生成树计时器
- 5.STP算法计算:
- 6.关于是否端口转发BPDU报文
- 3.RSTP和MSTP
- 1.RSTP
- 2.MSTP
1.STP简介
stp:spanning tree protocol 生成树协议
STP的作用:
通过阻塞特定端口来防止二层交换机环路,进而实现网络的冗余和备份。
注意:三层路由器不需要,三层设备转发报文时会减少TTL值
交换机环路带来的问题:
① 广播风暴 ② mac地址表不稳 定 ③ 网络卡顿 ④ 网络不稳定 ⑤过多占用交换机的cpu 和内存 等等
注意:在华为的交换机上,开机默认自动运行stp ,mstp 技术,默认开启防环。
2.STP工作原理
1.STP相关概念:
①根桥(ROOT)
对于一个STP/RSTP网络,根桥有且只有一个,它是整个网络的逻辑中心
②桥ID(BID)
BID(8字节) = 桥优先级(2字节) + 桥MAC(6字节)优先级默认 32768。
在STP网络中,桥ID最小的设备会被选举为根桥。在华为公司的设备上,桥优先级支持手工配置。
③端口ID(PID)
端口ID(PID)=端口优先级+端口ID ,端口优先级默认128,端口ID就是端口编号 例如 e0/0/5 ID就是5
2.STP的端口角色:
①DP(指定端口)
对一台交换设备而言,它的指定端口用于向下游交换设备转发BPDU报文
根桥的所有端口都是指定端口。
在环网的每一网段都会选举出一个指定端口,在一个网段上拥有指定端口的交换设备被称作该网段的指定桥。
②RP(根端口)
去往根桥路径最近的端口。
在一个运行STP/RSTP协议的设备上根端口有且只有一个,而且根桥上没有根端口(存在于非根网桥)
③AP(阻塞端口)
被逻辑上关闭的接口
阻塞端口简称:block port(AP:alternate port 或者 NDP)
3.端口状态
端口状态 | 目的 | 说明 |
Disabled(禁用) | 端口既不处理BPDU报文,也不转发数据 | 由网络管理员设定或因网络故障使系统的端口处于Disabled状态,不是端口正常STP的一部分 |
Blocking(阻塞) | 可以接收并处理BPDU,不能发送BPDU,不能发送和接收数据 | 被逻辑上关闭的接口,AP端口的最终形态 |
Listening (监听状态) | 端口仍不能接收或者发送数据帧。但是可以接收、发送BPDU报文 | 过渡状态(15s) |
Learning(学习) | Learning状态可以接收、发送BPDU报文,也可以学习MAC地址,并将MAC地址添加到地址表中 | 过渡状态,增加Learning状态防止临时环路(15s) |
Forwarding(转发) | 此状态下,可以发送、接收数据帧,也可以学习MAC地址,还可以接收、发送BPDU报文 | 此状态下,端口才成为一个全功能的交换机端口。 |
4.生成树计时器
计时器 | 说明 |
Hello报文 | 网桥发送配置BPDU报文的间隔时间。默认为2秒 |
转发延迟 | 一个交换机的端口从Listening和Learning状态所花费的时间间隔。默认值各为15秒 |
最大老化时间 | 交换机在丢弃BPDU报文之前储存它的最大时间。最大老化时间默认为20秒 |
5.STP算法计算:
1.每个广播域选择根桥(RB)
桥ID较小的交换机当选为根桥。根桥上的接口都是指定端口(DP:Designated Ports). 注意:桥优先级默认都是32768 。
2.非根桥(RB)上选择根端口(RP)
到达根桥“最近”(RPC)的端口当选为根端口(RP:root port)。一样的话再比对端桥ID。
3.每个网段必须选择一个指定端口DP(DESIGNATED PORT)
每条链路有且仅有一个指定端口。桥ID较小的交换机的端口当选为指定端口。
6.关于是否端口转发BPDU报文
端口类型 | 发送数据 | 接收数据 | 发送BPDU | 接收BPDU |
RP | 是 | 是 | 否 | 是 |
DP | 是 | 是 | 是 | 否 |
AP(NDP) | 否 | 否 | 否 | 是 |
BPDU:bridge protocol data unit ,就是stp报文,根桥每隔2s发送一次。报文里面含有BID、链路cost开销 等等。 dis stp brief 查看接口状态接口角色
3.RSTP和MSTP
1.RSTP
rstp:快速生成树协议 ,加快了stp收敛。是stp升级版。
stp edge-port :rstp 新提出的一种端口 边缘端口主要用于连接PC。
作用:加快收敛
2.MSTP
MSTP:基于vlan的stp,多生成树协议!!!
stp rstp: 缺点
① 收敛太慢,反应慢 缺点
② 对于大二层环境支持较弱, 运行卡顿。
作用:加快收敛