Spanning-tree Potocol(整理)
生成树主要的目的就是为了防止二层环路。
广播风暴、广播帧的目的MAC是全F的,一个交换机从一个接口收到的泛洪流量会从自己的接口泛洪出去。在整个交换网络泛洪就形成了广播风暴。
BPDU (Bridege Protocol Data Unit )
STP 的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的。BPDU是直接封装在以太网帧中。
对于参与STP的所有SW,他们都是通过数据消息的交换来获取网络中的其他SW信息,这种消息就称为BPDU。
BPDU 是直接封装在二层的协议,其MAC地址最后封装为:00 (01:80:C2::00:00:00)
BPDU 的功能:
1.选举根桥
2.确定冗余路劲位置
3.通过阻塞特定端口来避免选路
4.通告网络的拓扑变更
5.监控生成树的状态
BPDU每2S由根桥发送一次
STP的分类:
&DEC SPT 是由 Radia Perlman 在1985年于DCE公司(数据设备公司)开发出来的
&在1990年,IEEE基于Perlman 设计的算法公布了首个标准协议-802.1D。后来又于1998年和2004年公布了后来的版本,其中包含了多种扩展版本。
CST(公共生成树)
PVST+ (每VLAN生成树增强版)
RSTP (快速生成树)
PVRST+ 是思科对RSTP的增强版,与PVST+类似,它可以为每个VLAN分别提供一个独立的802.1W实例(实例就是等于树)。
协议 |
标准 |
所需资源 |
收敛速度 |
|
CST |
802.1D |
低 |
慢 |
所有VLAN |
PVST+ |
Cisco |
高 |
慢 |
每VLAN |
RSTP |
802.1w |
中 |
快 |
所有VLAN |
RVRST+ |
Cisco |
很高 |
快 |
每VLAN |
MSTP |
802.1S |
中/高 |
快 |
VLAN列表 |
生成树协议的比较
SPT是一个IEEE委员会标准,委员会将其定义为802.1D。快速生成树则被定义为802.1W。
STP和RSTP的行为如下:
STP会强制一些端口进入备份状态,使其不会侦听、转发或泛洪数据帧。总的效果就是最后只有一条路径能头通向一个网段,而该路径随时处理活跃状态。
如果网络中通往任何网段的连通性出了问题。STP或RSPT就会通过自动激活先前的非活动(Inactive)路径来重建连接(前题是网络中存在冗余路径)
生成树的选举过程:
1.选举根网桥 (Root bridge)
SPT协议会通过一个进程来选举根网桥。在网络中,每个VLAN中只能有1个网桥当根网桥(Root bridge)在根网桥上面,所有的端口都会成为指定端口。指定端口不仅能够发送和接受流量,而且还可以发送接收配置消息或BPDU。优先级低的选举为根网桥。
桥ID 最小的ID 2字节的优先级+6字节MAC
默认的优先级是32768(BGP中的默认优先级也是32768)
交换机的MAC用的CPU背板 BPDU只能是根桥始发。
2.选举根端口 (Root prot)
根端口出现在每一个非根桥上面,根桥上面没有根端口。有且只有一个根端口。
STP协议会在每个非根桥上面建立1个根端口。根端口所连路劲是非根桥到根桥之间最低的路径。根端口可以接收和发送流量。如果非根桥到根桥之间存在多条等价路径。那么非跟网桥就会选择端口ID 最低的端口作为根端口,端口ID是由优先级和端口号共同所组成。如果所有都具备根端口资格的端口优先级相同,那么默认选择最小的端口为根端口。
3.选择各个网段的指派端口
STP会在网桥上为每个网段分别建立一个指定端口。它到达根网桥的开销最低
非指定交换机上面的端口角色
端口角色 |
描述 |
根端口 |
这一类端口存在非根桥上,它是交换机端口去往根桥的最佳路径。根端口会将数据流转发给根桥,而根端口上接受到的数据帧源MAC地址会被填入到MAC标中,每个网桥上面只有一个根端口。 |
指定端口 |
这一类端口既存在于根网桥上,也存在于非根网桥上,对于根网桥来说,所有的交换机端口都会成为指定端口,对于非根网桥来说,指定端口是根据需要与根交换机收发数据帧的端口。每个网段中只能有一个指定端口。如果同一个网段中有多台交换机,那么他们就会通过一个进程来决定出谁是指定交换机。而相应的交换机在这个网段的端口就会开始为这个网段转发数据帧,指定端口上接收到的数据帧源MAC地址也会被填入到MAC表中。 |
非指定端口 |
非指定端口既不会转发数据帧(因为被阻塞了),也不会将该网段接收到的数据包源MAC地址填入MAC地址表中。 |
禁用端口 |
禁用端口是指被关闭的交换机端口。 |
转载于:https://blog.51cto.com/sxsure/1275919
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