网络协议之STP(生成树协议)选举过程-Toy模板网

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　　生成树协议的定义

　　生成树算法的网桥协议STP(Spanning Tree Protocol) 它通过生成生成树保证一个已知的网桥在网络拓扑中沿一个环动态工作。网桥与其他网桥交换BPDU消息来监测环路，然后关闭选择的网桥接口取消环路，统指IEEE802·1生成树协议标准和早期的数字设备合作生成树协议，该协议是基于后者产生的。IEEE版本的生成树协议支持网桥区域，它允许网桥在一个扩展本地网中建设自由环形拓扑结构。IEEE版本的生成树协议通常为在数字版本之上的首选版本。

　　生成树协议主要有两个重要的作用：1、避免在二层交换网络中产生路径回环 2、能够在二层交换网络中实现冗余备份。本文将为您详细介绍生成树协议配置中的选举过程。

　　第一步:选举根桥(Root Bridge)

　　在一个生成树域内，开始的时候，每台交换机都认为自己是根桥,都发送BPDU，用于选举根桥。选举根桥，根据BridgeID的值。Bridge ID由两个部分组成：

　　·交换机的优先级(priority)，在Cisco交换机上默认为32768(长度为2个字节);

　　·交换机的MAC地址(长度为6个字节);

　　选完Root之后,只有Root Bridge可以周期性的发送BPDU,所有Nroot没有资格发送BPDU.

　　第二步：选举根端口(RootPort)

　　首先介绍STP的端口成本

　　路径成本计算方法：路径成本是从根桥计算的。通常是从根桥到拓扑中其他交换机的端口成本累加。

　　根桥通过其接口通告BPDU时，BPDU帧中的默认路径成本值是0.连接的交换机接收此BPDU时，会将本地传入端口的成本加到路径成本中。如果端口是一个快速以太网端口，那么路径成本的计算方式如下：0(根桥的路径成本)+19(交换机的端口成本)=19.在将BPDU通告到它之后的交换机之后，该交换机将包含更新后的路径成本。因为BPDU从根交换机传播得越来越远，所以累加的路径成本值会越来越高。

　　此处要注意路径成本是按端口成本累加的。如果一条千兆链路跑百兆网络，端口是G口的话，成本还是按4算。

　　根端口的定义：非根桥用于到达根桥的路径成本最小的端口。

　　需要注意的是，根桥本身绝对不会有根端口，因为它是根桥，因此它不需要到达自身的端口。

　　选择根端口的步骤：

　　1.有两条或者多条到达根交换机的路径时，选择具有到达根交换机的最低累加路径成本的路径;

　　2.如果到达根交换机的多条可用路径具有相同的累加路径成本，那么交换机会选择具有最低Bridge ID的相邻交换机(通过交换机可到达根桥);

　　3.如果多条路径都通过相同的相邻交换机，那么会选择具有最低优先级值的本地端口;

　　4.如果端口优先级值相同，那么会选择交换机上具有最低物理编号的端口。例如在2960系列交换机上，该端口将是FastEthernet0/1或者Gigabit0/1.

　　完成此步骤后，非根交换机将有一个且仅有一个端口成为其根端口。

　　第三步：选举指定端口(DesignatedPort)

　　每台交换机都有一个用来到达根交换机的根端口。除了每台交换机有一个根端口外，每个网段(Segment，应该说成介质比较准确，可以理解成每段线路)还有一个用来到达根交换机的端口，该端口成为指定端口(Designated Port)。

　　注意：根桥上的每个活动端口都是指定端口。因为所连网段到达根交换机的成本是0，即最低累加成本值。换句话说，这些LAN网段中的每个网段中的每个网段都直接与根交换机相连，因此，这些网段到达根交换机就没有任何成本。