【思唯网络学院】STP生成树协议

交换机收到未知目标数据帧要做什么动作？

收到未知目标数据帧说明目标MAC已经查询了，没有目标MAC所对应的端口号。没有端口号就要学习数据帧的源MAC。

交换机工作原理：根据MAC地址表转发数据帧，如果地址未知，则广播。如果交换机接收到广播帧也会向所有端口发送。

广播风暴的产生

当网络中存在物理环路，会产生广播风暴。

广播风暴最终会导致网络资源耗尽，交换机死机。

STP简介（Spanning Tree Protocol）生成树协议：逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生，当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用。

STP生成树算法的三个步骤：

-每个广域选择根网桥（Root Bridge）

-每个非根网桥选择根端口（Root Ports）

-每个网段上选择指定端口（Designated Ports）

-非指定端口，非根端口被阻塞

把根网桥、根端口和指定端口选出来后，剩下的都是阻塞商品。

什么是根网桥？如何选根网桥？

什么是网桥？

交换机的前身，以前的交换机只有两个端口，实现了左右两台主机的连接，那这个交换机就好比一个桥，后来随着端口数量的增加，就不叫网桥了，叫交换机。此时延用交换机前身的名字。根网桥，通俗的理解叫根交换机。从环路拓扑中选一个交换机来做根。

如何选根网桥？选取的标准是什么？

网桥ID（BID）：网桥ID是唯一的，交换机BID值最小的交换机作为网络中的根网桥。

MAC地址是48位也就是6个字节。这个优级先和HSRP里的优先级不一样。网桥的优先级虽然自己可以定义，但是定义的时候有要求，优先级的值必须为4096的倍数。默认值是32768（4096*8）。

根据网桥ID选择网桥，环路拓扑中，所有网桥接口默认都在VLAN1里。

在一个广播域里找根网桥，在该广播域当中找网桥ID最小的交换机做根网桥。

A的网桥ID最小，作为根网桥。

先对比优先级，优先级相同的情况下再去对比MAC地址。上图假如优先级都是32768，那么谁是根网桥？因为A的MAC最小，所以还是A。

接下来选择根端口

选择根端口的依据：

-到根网桥最低的根路径成本

-直连的网桥ID最小

-端口ID最小

根路径成本：网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和。

图中的19和100是什么意思？

链路成本和链路带宽有关系。链路带宽越高，成本越小。因此图 上SW1到SW2的带宽高些，成本小些。

链路带宽和路径成本的关系如下图：

径成本的关系如下图

在哪儿选根端口？怎么选根端口？

在非根网桥上选根端口，每个非根网桥上先一个根端口（RP）

在图中当前网络的环境当中（广播域里），应该选几个根端口？2个。因为非根网桥有两个。

SW1的F0/1口和F0/2口到根网桥SW2的成本（链路带宽）都是100M（19）。因为F0/1离根网桥更近，所以选F0/1口作为根端口。

小结：第一步在一个广播域里面选一个根网桥，第二步在非根网桥上选根端口，每个非根网桥选一个根端口，怎么选？对比端口到根的路径成本，选成本低的，然后如果成本一样就看哪个端口和根直连，选离根更近的端口也就是选直连的那个端口。

接下来，第三步选指定端口，指定端口选出来了，剩下的端口都阻塞了。

指定端口在哪儿选？每一个网段上选择一个指定端口。这里的网段并非之前的网段，这里的网段要重新定义。如上图，SW1和SW2是一个网段，SW2和SW3之间是另一个网段，SW3和SW1之间又是另一个网段，一共有3段，所以我们要选择3个指定端口。

选择指定端口（DP）的步骤：

根网桥上的端口全是指定端口（如上图，根端口直连的两个网段上的端口都是指定端口，因为这两段都不用选，不用对比，只剩下一段的指定端口是没有的）

在每个网段上，选择一个指定端口（DP）

非根桥上的指定端口，选择顺序：

• 根路径成本较低（对比端口到根路径的成本）
• 所在的交换机的网桥ID的值最小
• 端口ID的值较小

如上图如何选出第三个指定端口？

链路带宽一样，对比网桥ID（32768+MAC地址），b101小，因此SW3上的端口被选为指定端口。而SW2上的端口什么也没被选中，因此阻塞了，因此被阻塞端口所接链路就起到了备份的作用。一旦阻塞，环路从逻辑上被断开了，避免广播风暴的产生，其它链路有故障时，这个接口自动激活，为条链路好比起到一个备份的作用。

小结：指定接口的选择第一步，要弄明白在哪儿选，每一个网段上选一个指定接口。根桥的接口都是指定接口，剩下的就对比剩下的端口到根的路径成本，经对比，商品到根的路径成本一样的情况下，再对比端口所在交换机的网桥ID，找端口所在交换机网桥ID小的接口被作为指定接口，剩下的接口就被阻塞了。

SW1和SW3的链路就起到了一个备份的作用，其它链路有故障的情况下阻塞接口自动激活，不需要管理员到设备间插线拔线，就好像HSRP备份路由一样，不需要管理员反复到每个主机上改网关地址。

练习：标注根网桥根端口和指定端口：

在当前的广播域找一个根网桥，对比网桥ID小的，001小，因此SW1就被选为Root Bridge。其它两个网桥现在是非根网桥，接下来选根端口，对比端口到根的路径成本，SW3的F0/23被选为根端口。最后选指定端口，指定端口每个网段上选一个，其中根桥上的接口都是指定端口，然后在最后一段非直连的网段上选，先对比成本，都一样，对比端口所在交换机的网桥ID，优先级一样，d比1大，因此SW2的F0/23为指定接口（注意不能拿6980和7400比）。最后SW4的F0/24就阻塞了。

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