【交换技术原理-STP生成树】

交换技术原理-生成树一、概念二、要点1、根桥2、根端口3、指定端口4、阻塞口5、端口状态6、BPDU一、概念1.交换机之间如果多条线路互连成环会造成广播风暴广播包在环里无限转圈卡死全网MAC地址表翻滚交换机不停改MAC表彻底混乱重复帧复制数据包被反复转发。2.生成树是为了防止交换机环路自动把多余的链路 “逻辑关掉”只留一条最优路径网络断了再自动切换即既能有冗余备份链路又不会形成环路。3.生成树做了哪几件事选一个老大根桥Root Bridge每个交换机选一条最优路到根桥根端口每个网段选一个负责转发的口指定端口剩下没用的口自动阻塞Blocking口生成树最重要的就是判断根桥、根端口、指定端口、阻塞口。二、要点1、根桥1.所有交换机初始时都认为自己是根桥最低BID桥ID的交换机作为根桥并通过BPDU报文交换信息最终选出根桥。2.选举根桥比较BID桥优先级MAC地址优先级越小越优先默认32768优先级一样看MACMAC越小越优先。3.也可以看端口状态判断根桥若运行STP的交换机上所显示的所有端口均处于转发状态则该交换机为根桥交换机。4.备份根桥选举配置stp root secondary命令来指定一个交换机作为备份根桥如果根桥发生故障备份根桥将会接替根桥角色继续维持网络的稳定运行此时设备的优先级自动设置为4096这个值是一个相对较高的优先级因此备份根桥不会成为普通的STP环境中的根桥只有在原根桥失效的情况下才会提升为根桥。2、根端口1.非根交换机到根桥开销COST最小的口就是根端口是该交换机通往根桥的最佳路径根端口不是根桥上的端口而是连接根桥的交换机中COST最低的端口。2.如果开销相同对端 BID → 对端端口 ID → 本端端口 ID即比较顺序Cost、桥ID、端口ID。3.每个非根桥有一个根端口通常只有一个。3、指定端口1.指定端口用于在不与根桥直接连接的网段上转发配置消息BPDU同一网段中只有一个端口会成为指定端口而其他的端口则会被阻塞以防止环路的形成。2.指定端口负责向本地网段上的其他交换机端口传播BPDU确保整个网段上的交换机都能接收到来自根桥的BPDU每条链路都会有一个指定端口。3.通过调整端口优先级和桥ID来影响指定端口的选举过程可以通过降低端口的路径成本或桥ID来增加其成为指定端口的概率。4.路径成本越低、桥ID越小、端口ID越小的端口更有可能成为指定端口。5.根桥端口均为指定端口。6.每条链路上只有一个指定端口。4、阻塞口1.不被选为根端口或指定端口的其他端口将被阻塞阻塞端口不参与数据传输。2.Blocking阻塞端口是为了防止环路的形成一旦网络拓扑发生变化STP会重新计算生成树可能会解除某些阻塞端口的状态使其能够转发数据。3.被堵塞的端口可能是非根端口或非指定端口。5、端口状态1.Blocking阻塞不转发只收BPDU。2.Listening监听选角色不学习MAC。3.Learning学习学习MAC不转发。4.Forwarding转发正常收发数据。5.Disabled禁用手动关闭。从Blocking阻塞到Forwarding转发默认要30秒15s监听 15s学习。6、BPDU1.BPDU桥协议数据单元是STP协议中用于交换信息的协议报文交换机之间通过BPDU报文交换信息以确定网络拓扑结构和根桥的位置BPDU主要有两种类型配置BPDU和拓扑变更通知BPDU。2.拓扑变更处理当网络拓扑发生变化时非根交换机会通过根端口发送TCN BPDU通知根桥根桥会发送带有TC标志的BPDU以通知整个网络拓扑结构发生变化。3.报文中包含了一系列字段用以承载生成树协议所需的信息Root ID、Cost of Path、Bridge ID、Port ID、Message Age、Max Age、Hello Time。4.Cost of Path通常与链路的带宽成反比Cost与端口的带宽有关带宽越大Cost越小。5.Port ID有助于识别网络中特定的端口Port ID总共16bit。6.Message Age记录了BPDU自发送以来的时间用于计算BPDU的新鲜度。7.Max Age指定了BPDU在网络中被认为是有效的最长时间或老化时间默认值通常是20秒。8.Hello Time指定了根桥发送BPDU的时间间隔用于保持网络拓扑的稳定性默认值通常是2秒。