STP（生成樹）的概述和工作原理

一、STP的簡介

      二、STP的概述

          三、STP的工作原理

四、生成樹的算法

     五、BPDU（橋協議數據單元）

         六、STP收斂

 

TP簡介

STP - Spanning Tree Protocol（生成樹協議）

• 邏輯上斷開環路，防止廣播風暴的產生
• 當線路故障，阻塞接口被激活，恢復通信，起備份線路的作用

二、STP的概述

交換網絡環路的產生

• 廣播風暴的形
• 成多幀復制
• MAC地址表紊亂

三、STP工作原理

• 生成樹算法及驗證
• BPDU（橋協議數據單元）
• STP的收斂

四、生成樹的算法

1、生成樹算法分為3個步驟

• 選擇根網橋（Roo Bridge）
• 選擇根端口（Root Ports）
• 選擇指定端口（Designated Ports）

 

2、網橋ID（BID）

網橋ID是唯一的

選擇交換網絡中網橋ID最小的交換機成為根網橋

 

 

3、以此拓撲為例，介紹STP的計算過程

根據網橋ID選擇根網橋

 

 

4、選擇根端口的依據

• 到根網橋最低的根路徑成本
• 直連的網橋ID
• 最小端口ID最

小根路徑成本：

       網橋到根網橋的路徑上所有鏈路的成本之和

 

 

5、帶寬與路徑成本的關系

 

6、端口ID

 

7、在非根網橋上，選擇一個根端口（RP）

 

8、指定端口

• 根橋上的端口全是指定端口
• 在每個網段上，選擇1個指定端口

非根橋上的指定端口，選擇順序。

• 根路徑成本較低
• 所在的交換機的網橋ID的值較小端口
• ID的值較小

9、在每個網段選擇一個指定端口（DP）

 

既不是根端口也不是指定端口，STP將這個端口阻塞（block）

10、最終形成邏輯結構無環拓撲

 

三層交換機的生成樹協議選舉

 

 

 

 

五、BPDU橋協議數據單元

Bridge Protocol Data Unit -橋協議數據單元

使用組播發送BPDU

BPDU類型

• 配置BPDU
• 拓撲變更通告（TCN）BPDU

BPDU報文字段

根網橋ID、根路徑成本、發送網橋ID、端口ID

STP利用BPDU選擇根網

當交換機啟動時，假定自己是根網橋，在向外發送的BPDU中根網橋ID字段填寫自己的網橋ID

六、STP的收斂

交換機端口的STP狀態

 

 

生成樹計時器

STP的計時器

• Hello時間
• 轉發延遲
• 最大老化時間