交换机与路由技术-16-生成树协议STP

目录

一、生成树协议（STP）

1.1 问题引入

1.2 生成树协议概述

1.3 STP工作原理

1.4生成树算法及验证

1.5 生成树协议选举实例

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一、生成树协议（STP）

目的

理解生成树STP原理

会配置PVSTP

理解STP选举过程

1.1 问题引入

如图交换机2的F0/1接口物理上开启，逻辑上关闭，是阻塞状态

问题1：为什么是交换机2的F0/1接口被阻塞

前面我们讲过交换机的工作原理，当交换机接收到一个目的MAC地址不在自己的MAC表中的数据帧时会进行广播的方式转发，如果是一个交换机组成的环形网络，如上图，这样就很容易造成广播风暴，为了解决这个问题，需要使用生成树协议，将一个环形网络上的某条链路从逻辑上关闭，从而变成树形网络，避免二层环路问题

1.2 生成树协议概述

是一种工作在OSI网络参考模型中第二层（数据链路层）的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生环路，用于确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构，从而避免广播风暴，占用交换机资源

物理上是连接状态，从逻辑上断开环路，防止广播风暴产生

当线路出现故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用

1.3 STP工作原理

任意一交换机中，如果到达根交换机有两条或以上的链路，生成树协议都会根据算法，仅保留一条链路，其他链路都会被阻塞，从而保证任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路，生成的这种拓扑结构很像以根交换机为树干的树形结构。

1.4生成树算法及验证

第一步：选择根网桥（Root Bridge）即选择根交换机

规则：比较网桥ID(交换机ID),网桥ID较小的为根交换机

网桥ID：交换机的优先级+交换机的MAC地址

优先级越小越优先，MAC地址越小越优先

优先级一样，MAC地址越小越优先

默认优先级是：32768 可以由管理员进行更改，更改时注意需要设置为4096的倍数

根交换机上的端口不可能被阻塞的

第二步：选择根端口

1.根路径成本最少：其他交换机的端口到达根交换机路径成本（开销）

2.与根交换机直连交换机的ID最小

3.端口ID最小，每个接口都有端口ID值，默认是128

第三步：选择指定端口

根网桥（根交换机上）的端口都是指定端口

在每一个网段上（每条线路上）选择一个指定端口

非根网桥（非根交换机上）选择指定端口

1.根路径成本较低

2.所在交换机的ID较小（优先级+MAC地址）

3.端口ID值较小

第四步：没有被选中的端口就是阻塞端口

1.5 生成树协议选举实例

第一步：选择根网桥，即根交换机

网桥ID(优先级和MAC地址)越小越优先，优先级可以管理员手动修改，所有需要指定哪个交换机为根交换机直接修改它的优先级。假设SW1指定根网桥，直接设置优先级为4096

第二步：根网桥上面的端口都是指定端口（DP）、SW2和SW3之间选择指定端口，根路径成本如果一样（除非两条线路带宽不一样，带宽小的成本高）就比网桥ID，假设选sw2右边的端口为指定端口，那么直接指定网桥优先级为8192

第三步：选择根端口，图中SW2到SW1\SW3到SW1成本一致最小，所以为根端口

第四步：没有选择的端口为阻塞端口