STP生成樹的工做原理

 

1、STP生成樹的工做原理

STP 的基本原理能夠概括爲三步，選擇根網橋 RB 、選擇根端口 RP 、選擇指定端口 DP 。而後把根端口、指定端口設爲轉發狀態，其它接口設爲阻塞狀態，這樣一個邏輯上無環路的網絡拓撲就造成了。

 

1. 選擇根網橋

選擇根網橋的依據是網橋 ID, 由優先級和 MAC 地址組成，先看優先級，優先級相同時再看 MAC 地址，值越小越優先選擇。根網橋的選擇過程與政治選舉相似。

 

2. 選擇根端口

每個非根網橋將從其接口選出一個到根網橋管理成本（ administrative cost ）最低的接口做爲根端口，選擇的依據是

(1) 自身到達根網橋的根路徑成本最低的接口。

根路徑成本的計算是，接口收到 BPDU 中所包含的成本與接口的成本的累加。

(2) 直連網橋 ID 最小

(3) 端口 ID 最小

 

3. 選擇指定端口

當一個網段中有多個網橋時，這些網橋會將他們到根網橋的管理成本都通告出去，其中具備最低管理成本的網橋將做爲指定（ designated ）網橋。指定網橋中發送最低管理成本的 BPDU 的接口是該網段中的指定端口。在每段鏈路上，選擇一個指定端口，選擇的依據是：

 

(1) 發送最低根路徑成本的 BPDU 的接口

(2) 所在網橋 ID 最小

(3) 端口 ID 最小

 

總結：

選舉根端口，  比較接收的BPDU

選舉指定端口，比較發送的BPDU

 

 

 

2、STP拓撲穩定後，因此工做中的交換機接口都將處於轉發或阻塞狀態，生成樹的工做過程以下：

 

(1) 根交換機建立成本爲 0 的 Hello BPDU ，並向其全部接口轉發出去

(2) 鄰接的非根網橋將接收的 hello 數據包中的成本加上接收端口的成本後，從指定端口轉發出去。

(3) 每通過一個 hello 時間週期根網橋重複步驟 (1) ，非根網橋重複步驟 (2) ，直到網絡拓撲發生變化。

 

總結一下：

STP 拓撲穩定後，根網橋經過每 2s 的 hello 時間建立和發送 helloBPDU, 非根網橋經過根端口接收 BPDU, 而且從從指定端口轉發改變後的 BPDU 。各交換機經過接收到得的 BPDU 消息，來保持各端口狀態的有效，直到拓撲發生變化。

 

 

 

3、網絡對變化時生成樹的狀態

 

運行生成樹協議的交換機上的端口，老是處於下面四個狀態中的一個。在正常操做 期間，端口處於轉發或阻塞狀態。當設備識別網絡拓撲結構變化時，交換機自動進行狀態轉換，在這期間端口暫時處於監聽和學習狀態。

 

（ 1 ）禁用 Disabled: （爲了管理目的或者由於發生故障將端口關閉）

（ 2 ）阻塞 Blocking ：全部端口以阻塞狀態啓動以防止迴路。由生成樹肯定哪一個端口轉換到轉發狀態，處於阻塞狀態的端口不轉發數據 , 但可接受 BPDU

（ 3 ）監聽 Listening ：若是一個端口能夠成爲一個根端口或者指定端口，那麼它就轉入監聽狀態。 不發送接收數據，接收併發送 bpdu ，不進行地址學習 （臨時狀態）。

（ 4 ）學習 Learning ：不接收或轉發數據，接收併發送 bpdu ，開始地址學習 MAC 地址表（臨時狀態）。

（ 5 ）轉發 Forwarding ：端口能轉送和接受數據。

 

 

4、配置STP

 

(1). 啓用 STP

     （ config ） #spanning-tree vlan ID

(2). 設置根網橋

  （ config ） #spanning-tree  vlan ID root primary|second

  注： primary （ 24576 ）、 second （ 28672 ）

(3). 修改網橋優先級

  （ config ） #spanning-tree vlan ID priority 優先級

  注：優先級是 4096 整數倍

(4). 修改端口成本

  （ config-if ） #spanning-tree valn ID cost 成本

(5). 修改端口優先級

  （ config-if ） #spanning-tree  vlan ID port-prio 優先級

(6). 配置上行速鏈路

  （ config ） #spanning-tree uplinkfast

(7). 配置速端口

  （ config-if ） #spanning-tree porfast

(8). 查看 STP 配置

   #show spanning-tree

   #show spanning-tree vlan id detail -- 詳細信息