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【】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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