STP生成树协议(超详细小白也能看懂)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STP生成树协议(超详细小白也能看懂)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

一、为什么要用STP

二、STP的作用

三、STP操作

四、STP名词解释:

五、生成树选举办法

六、生成树选举因素

七、根桥选举:

八、根端口的选举

九、端口状态

十、定时器

十一、故障恢复时间        

十二、广播风暴

十三、广播风暴危害

十四、BPDU组成

十五、STP的一些命令


一、为什么要用STP

        为了提高网络可靠性,交换网络中通常会使用冗余链路。然而,冗余链路会给交换网络带来环路风险,并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题,进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。

二、STP的作用

a)Stp通过阻塞端口来消除环路,并能够实现链路备份目的

b)消除了广播风暴

c)物理链路冗余,网络变成了层次化结构的网络

三、STP操作

  1. 选举一个根桥
  2. 每个非根交换机选举一个根端口
  3. 每个网段选举一个指定端口
  4. 阻塞非根,非指定端口

STP生成树协议(超详细小白也能看懂)

 

四、STP名词解释:

  • 根桥:生成树里面的‘老大’,桥id最小
  • 备份根桥:生成树里面的“二把手”,老大挂了的时候,我当老大,桥ID第二小。
  • 非根交换机:干活的小弟,都有一个根端口
  • 根端口:离根桥最近的端口
  • 指定端口:根桥所有参与生成树选举的端口,都一定是指定端口
  • 非根非指定端口:被阻塞的端口---备用链路的端口
  • 路径开销:是端口Cost值,可以用来选择最优的路径,值越小越优。根路径开销是端口到达根桥的过程中累计的路径开销。
  • BID:桥ID:是由桥优先级和桥MAC地址构成,桥优先级为高16位,MAC地址是低48位。
  • PID:端口ID:是由端口优先级和端口号构成,端口优先级为高4位,端口号

五、生成树选举办法

  1. 根桥交换机,备份根桥交换机,非根交换机
  2. 根端口,指定端口,非根非指定端口(阻塞端口/预备端口)

六、生成树选举因素

  1. 第一种根桥选举因素:优先级,MAC地址
  2. 第二种端口选举因素:路径开销>桥ID>对端端口ID>本端端口ID
  3. 如果我们要改变根桥直连端口的接口属性,要修改 路径开销。

七、根桥选举:

  1. 刚启动STP时,每台交换机都认为自己是根桥
  2. 根桥所有参与生成树选举的端口,都一定是指定端口
  3. 根桥交换机指定端口直连的交换机端口,都一定是指定端口   

  4. 根桥:在参与生成树选举的网络里面 桥id肯定是最小的

  5. 备份根桥:在参与生成树选举的网络里面 桥id肯定是次优的存在                                     影响根桥选举的因素:

               1)优先级(交换机默认优先级是32768)越小越优先,0的优先级最高。

               2)优先级一样,看MAC地址表,最小的就是根桥。

               3)两种方式:优先级最小、MAC地址最小

八、根端口的选举

  1. 非根交换机在选举根端口时分别依据该端口的根路径开销、桥ID、对端PID和本端PID(接了hub的情况才会用到本端PID)
  2. 未被选举为根端口或指定端口的为预备口

九、端口状态

  1. disable(端口未启用状态或初始状态,端口不处理任何数据端口状态为down)
  2. blocking(阻塞状态,维持20秒)
  3. listening(监听状态,参与生成树计算,接受并发送BPDU报文维持15秒)
  4. learning(学习状态,端口不转发用户流量,学习MAC表,参与生成树计算,接受并发送BPDU报文,防止环路维持15秒)
  5. forwarding(转发状态)

STP生成树协议(超详细小白也能看懂)

十、定时器

a)Hello Time:

        指允许STP的设备发送BPDU的时间间隔。当网络拓扑稳定之后,若要修改该定时器,只有在根桥修改才能生效。

b)Forward Delay:

 

        指接口进行状态更换的延迟时间。也就是在处于Listening和Learning的持续时间,缺省值为15秒。

c)Max Age:

        指接口的BPDU老化时间。BPDU从根桥被发出的时候,Message Age值为0,每经过一个桥设备,其值加1。当非根桥设备收到BPDU后,会比较Message Age和Max Age的大小。如果前者小于等于后者,该非根桥设备继续转发该BPDU;如果前者大于后者,该BPDU将被丢弃,此时可以认为网络直径过大,根桥连接失败。

在同一个拓扑中,Max Age是相同的,可在根桥上修改该值。

十一、故障恢复时间         

1. 根桥故障恢复时间是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s(发送TCPBDU)
2.直连链路故障回复时间是2*forwading Delay=15*2=30s
3.间接链路故障恢复时间是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s

十二、广播风暴

1.物理上存在环路
2.技术层面,交换机不能拒接广播,当收到广播时,会进行泛洪

十三、广播风暴危害

1.影响网络的效率
2.占用了大量的网络带宽
3.MAC地址会出现震荡(漂移)
4.数据无法正常传递
5.网络会瘫痪

十四、BPDU组成

STP生成树协议(超详细小白也能看懂)

 

        为了计算生成树,交换机之间需要交换相关的信息和参数,这些信息和参数被封装在BPDU Bridge Protocol Data Unit )中。
                 BPDU 有两种类型:配置 BPDU TCN BPDU
        配置BPDU 包含了桥 ID 、路径开销和端口 ID 等参数。 STP 协议通过在交换机之间传递配置 BPDU 来选举根交换机,以及确定每个交换机端口的角色和状态。在初始化过程中,每个桥都主动发送配置 BPDU 。在网络拓扑稳定以后,只有根桥主动发送配置 BPDU ,其他交换机在收到上游传来的配置 BPDU 后,才会发送自己的配置 BPDU
        TCN BPDU是指下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。

十五、STP的一些命令

Stp enable 关闭生成树

Display mac-address查看MAC地址表

Stp priority 设置交换机优先级(取值范围0-61440,默认优先级32768)

Display STP 查看生成树日志

Display stp brief查看接口是什么端口
stp cost cost命令取决于路径开销计算方法:
使用华为的私有计算方法时,cost取值范围是1~200000。 
使用IEEE 802.1d标准方法时,cost取值范围是1~65535。 
使用IEEE 802.1t标准方法时,cost取值范围是1~200000000。
stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy }命令用来配置指定交换机上路径开销值的标准。
stp mode { mstp | stp | rstp }命令用来配置交换机的生成树协议模式
修改生成树优先级:
    Stp pri +优先级数(0-61440)必须是4096的倍数
32768 交换机默认优先级 *2得到B类地址总数
65536 B类地址总数 /2 得到交换机默认优先级


注意:想要一个交换机一定为根桥,修改优先级,优先级可以为0。
        在后面加入新设备时,要使原根桥不变可以增大加入的新设备的优先级。
        交换机默认情况下直连的路径开销最小,但人工修改后则修改的可以为最小。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-484839.html

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