【HCIA】学习--STP基础

雪糕是宝贝
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前言

学习数通知识，考证书~ 考证书，记笔记，记笔记~

STP

为了提高网络的可靠性，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的风险，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。

二层网络设计需求和问题

  • 为了提高可靠性，交换机之间会通过多条链路相连，从而避免单点故障。
  • 但同时会带来一些灾难性的环路问题。

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为了保证数据的可靠性，交换机都做冗余链路

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STP：Spanning Tree Protocal ,生成树协议，提供两大功能：

  • 消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。
  • 链路备份：当活动路径发生故障时，激活备份链路，及时恢复网络连通性。

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STP基础和数据包结构

  • STP操作步骤：通过构造一个树开来消除交换网络中的环路

    1. 选举一个根桥
    2. 选举一个根端口
    3. 选举指定端口
    4. 阻塞剩余端口

  • BPDU Bridge Protocol Data Util - 桥协议数据单元

    • 使用组播 01-80-C2-00-00-00
    • 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
    • 发送周期为Hello Time
    • 老化时间为Max Age

  • 拓扑变更通告BPDU-TCN BPDU

    • 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

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蓝色部分是选取根桥的重要部分

  • Root Identifier 发送此配置BPDU的交换机所认为的根桥交换机的标识。（根桥ID）
  • Root Path Cost 从发送此配置BPDU的交换机到达根桥交换机的最短路径开销，含交换机端口的开销，不含发送此配置BPDU的端口开销。
  • Bridge Identifier 发送此配置BPDU的交换机的交换机标识。（我是谁）
  • Port Identifier 发送此配置BPDU的交换机的端口标识。

桥ID

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优先级缺省值 37268，表示方式 优先级.MAC地址

端口ID

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路径开销

用于衡量桥与桥之间路径的优劣，越低越好 STP中每条链路都有开销值

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↑这个是老的标准

新的标准↓

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ERPC

  • 确定到达根桥的最短路径、并生成无环树状网络
  • 到根桥的路径上所有路径开销之和

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STP选举规则

根桥口选举

BID最小的成为根桥 （先比较优先级，再比较MAC）

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  • 每一台交换机启动STP后，都认为自己是根桥。 发出来的时候，都说自己是根桥，收到的发现没我好，我就保持不变，而收到的发现比自己好，就默认闭嘴了，承认别人是根桥。

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根端口选举

  • 根端口，到达根桥开销最小的端口

  • 非根交换机在选举根端口时分别依据该端口的路径开销，对端BID、对端PID和本端PID

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指定端口选举

负责数据的收发

  • 非根交换机在选举指定端口时分别根据路径开销，BID、PID。
  • 未被选举为根端口或指定端口的端口为预备端口，将会被阻塞

一个交换机的端口都是指定端口，这种情况下该交换机是根桥

STP选举案例

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  • 优先级一样，根据MAC地址选取根桥，因此根桥是SW1
  • 根端口选取离根桥最近的端口
  • 指定端口，比较BID，优先级一致，SW2的MAC地址小，所以F0/23是指定端口，而下面的是阻塞端口

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例题2

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  • SC为根桥

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例题3

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  • 根桥 比较优先级 为SC

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根端口计算

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