STP生成树协议原理及配置--从入门到精通

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STP 生成树协议配置

STP 生成树协议配置

STP 生成树协议配置协议名称:STP 生成树协议配置一、背景介绍STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议是用于在网络拓扑中消除环路的一种协议。

通过选择一条最佳路径,STP可以防止数据包在网络中无限循环。

本协议旨在提供详细的配置步骤和参数设置,以确保网络中的生成树协议正常运行。

二、配置步骤1. 网络拓扑规划在进行STP生成树协议配置之前,需要对网络拓扑进行规划。

确保网络中的交换机和链路连接符合设计要求,避免环路的出现。

2. 选择生成树根桥根据网络拓扑规划,选择一台交换机作为生成树的根桥(Root Bridge)。

根桥将成为生成树拓扑中的根节点,负责转发数据包。

3. 确定生成树根端口在每台交换机上,根据连接到根桥的链路的优先级和MAC地址,确定生成树根端口(Root Port)。

生成树根端口是指与根桥相连的端口,用于接收根桥发送的生成树信息。

4. 配置生成树桥优先级在每台交换机上,设置生成树桥优先级(Bridge Priority)。

生成树桥优先级决定了生成树中各个交换机的地位和角色。

优先级越低,地位越高。

5. 配置生成树端口优先级在每台交换机上,设置生成树端口优先级(Port Priority)。

生成树端口优先级决定了连接到交换机的各个端口在生成树中的地位和角色。

优先级越低,地位越高。

6. 启用生成树协议在每台交换机上,启用生成树协议。

根据交换机的型号和操作系统,可以使用命令行界面或图形用户界面进行配置。

7. 监控生成树状态配置完成后,定期监控生成树的状态。

可以通过交换机的管理界面或命令行界面查看生成树的拓扑结构、端口状态等信息。

三、配置参数设置1. 生成树根桥配置参数- 根桥优先级:设置根桥的优先级,范围为0-61440,默认值为32768。

- 根桥MAC地址:根据网络拓扑规划,设置根桥的MAC地址。

2. 生成树端口配置参数- 端口优先级:设置端口的优先级,范围为0-240,默认值为128。

STP 生成树协议配置 (2)

STP 生成树协议配置 (2)

STP 生成树协议配置协议名称:STP(生成树协议)配置一、概述STP(生成树协议)是一种网络协议,用于在具有冗余链路的以太网中构建一个无环的拓扑结构,以避免数据包的循环转发。

本协议旨在提供一套标准的配置步骤,以确保网络中的生成树协议能够正确运行。

二、配置前的准备工作在开始配置STP之前,需要进行以下准备工作:1. 确保网络设备支持STP协议。

2. 了解网络拓扑结构,包括交换机和链路的连接关系。

3. 确定根交换机(Root Bridge)的位置,以及每一个交换机的优先级。

三、配置步骤根据任务名称的描述,下面是STP协议的配置步骤:1. 配置根交换机(Root Bridge):a. 确定根交换机的位置,通常选择网络中最重要的交换机作为根交换机。

b. 在根交换机上设置优先级为0,确保其成为生成树的根。

c. 配置根交换机的MAC地址,确保其成为生成树中的根。

2. 配置非根交换机:a. 确定非根交换机的优先级,较低的优先级将成为生成树中的非根交换机。

b. 将非根交换机的优先级设置为较高的值,以确保根交换机成为生成树的根。

3. 配置端口:a. 配置根交换机的端口为根端口(Root Port),用于与其他交换机进行通信。

b. 配置非根交换机的端口为指定端口(Designated Port),用于与根交换机和其他交换机进行通信。

c. 配置非根交换机的冗余端口为阻塞端口(Blocked Port),用于防止数据包循环。

4. 验证配置:a. 确保生成树协议已正确配置。

b. 检查生成树协议的状态,确保网络中的交换机已正确加入生成树。

四、配置示例以下是一个示例配置,假设我们有三台交换机(Switch A、Switch B、Switch C),其中Switch A为根交换机:1. Switch A配置:- 优先级:0- MAC地址:00:11:22:33:44:552. Switch B配置:- 优先级:4096- MAC地址:11:22:33:44:55:663. Switch C配置:- 优先级:8192- MAC地址:22:33:44:55:66:77五、总结本协议提供了STP(生成树协议)的配置步骤,确保网络中的交换机能够正确地构建无环的拓扑结构。

stp生成树协议的原理和应用

stp生成树协议的原理和应用

Stp生成树协议的原理和应用1. 概述STP(Spanning Tree Protocol)是一种用于构建和维护割除冗余链路的树状拓扑结构的链路层协议。

它能够避免网络环路以及广播风暴的发生,确保数据在网络中的可靠传输。

2. 原理STP的原理基于以下几个关键概念:2.1 网桥(Bridge)网桥是连接不同网络的设备,它有多个网口用于接收和转发数据帧。

2.2 网桥标识(Bridge Identifier)每个网桥都有一个唯一的标识,用于在网络中区分不同的网桥。

网桥标识由优先级和MAC地址组成。

2.3 端口状态每个网桥端口都有不同的状态,包括: - Disabled(禁用):端口不参与生成树计算。

- Blocking(阻塞):端口不转发数据帧,只接收配置和STP BPDU (Bridge Protocol Data Units)帧。

- Listening(监听):端口仅接收配置和STP BPDU帧。

- Learning(学习):端口接收和转发数据帧,并学习源MAC地址。

- Forwarding(转发):端口接收和转发所有数据帧。

2.4 根桥(Root Bridge)生成树中的起始点,用于确定整个网络的拓扑结构。

根桥的网桥标识具有最小优先级。

2.5 生成树生成树是一种无环的树状拓扑结构,其中只有一条路径可用于发送数据帧。

其它路径被阻塞以避免网络环路的发生。

生成树的构建是通过选择根桥和确定端口状态来实现的。

2.6 BPDU帧BPDU帧是STP协议使用的消息格式,用于实现生成树的构建和维护。

BPDU 帧包含了网桥标识、优先级、路径代价等信息。

3. 应用STP协议在网络中的应用主要有以下几个方面:3.1 网络环路的割除在复杂的网络中,往往存在多条路径连接不同的网桥。

如果没有STP协议进行环路割除,数据帧可能会在环路中不断转发,导致广播风暴和网络拥塞。

STP协议通过选择一条最短路径,将其它路径阻塞,确保网络中不存在环路。

stp生成树协议配置命令步骤

stp生成树协议配置命令步骤

stp生成树协议配置命令步骤STP(Spanning Tree Protocol)生成树协议是一种用于防止环路产生的网络协议。

在一个由交换机组成的网络中,STP通过选择一个交换机作为根桥(Root Bridge),以及为每个交换机指定主要链路和备份链路的方式来构建一棵无环的生成树。

生成树协议的配置对于网络的稳定性和可靠性至关重要。

下面是STP生成树协议配置的详细步骤。

1.确定根桥:在网络中,选择一个交换机作为根桥,这个交换机将成为生成树的根节点。

根桥的选择通常基于以下因素来决定:-交换机的优先级(优选选择数字较低的交换机)。

-交换机的MAC地址(通常选择MAC地址较低的交换机)。

2.确定根桥端口:根桥端口是连接到其他交换机的端口。

根桥端口的选择主要基于以下因素:-距离根桥的路径成本(选择路径成本最低的端口)。

-端口的优先级(优选选择数字较低的端口)。

-端口的MAC地址(通常选择MAC地址较低的端口)。

- 在具有相同路径成本和优先级的情况下,选择接收到的BPDU (Bridge Protocol Data Units)具有最低的桥优先级和MAC地址。

3.配置非根桥的所有端口为非根端口:在非根桥上,将所有连接到其他交换机的端口配置为非根端口。

这可以通过设置端口的优先级为非零值来实现。

这样可以确保这些端口不会成为生成树的根端口。

4.配置选择根端口和非根端口:对于每个非根桥,选择一个根端口和零个或多个非根端口。

根端口是连接到其他交换机的最佳路径端口,非根端口则是通过冗余连接连接到其他交换机的端口。

这需要根据连接的路径成本和优先级进行配置。

5.配置BPDU:BPDU(桥协议数据单元)是生成树协议用于交换配置信息的数据包。

配置交换机以发送和接收BPDU的方式非常重要。

通常需要确保以下几点:-交换机可以发送BPDU到所有端口,以便进行生成树的计算和更新。

-确保所有非根端口只能接收BPDU,不能发送BPDU。

-根端口应配置为能够发送和接收BPDU。

生成树_配置_实验报告

生成树_配置_实验报告

一、实验目的1. 理解生成树协议(STP)的基本原理和工作机制;2. 掌握生成树协议的配置方法;3. 通过实验验证生成树协议在网络中的实际应用效果。

二、实验环境1. 实验设备:两台华为S5700交换机、两台PC机;2. 实验软件:华为网络设备仿真软件;3. 实验拓扑:两台交换机通过一条物理链路连接,两台PC机分别连接到两台交换机上。

三、实验原理生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)是一种用于在网络中消除环路并实现冗余链路备份的协议。

当网络中出现环路时,STP会阻塞部分端口,形成一个没有环路的树形结构,确保网络的高可用性和容错能力。

STP通过交换机之间的BPDU(Bridge Protocol Data Unit)报文进行信息交互,选举根网桥,并确定每个交换机的根端口和指定端口。

根端口是连接到根网桥的端口,指定端口是连接到同一VLAN且路径最短的端口。

其余端口被阻塞,不参与数据转发。

四、实验步骤1. 配置交换机名称和密码;2. 配置交换机接口;3. 配置VLAN;4. 配置STP;5. 验证STP配置效果。

五、实验过程1. 配置交换机名称和密码```bashS1>display versionS1>sysname S1S1>display versionS1>enableS1#configure terminalS1(config)#username admin password simple 123456 S1(config)#exit```2. 配置交换机接口```bashS1>display ip interface briefS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#ip address 192.168.1.1 24S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#ip address 192.168.1.2 24S1(config-if)#exit```3. 配置VLAN```bashS1>display vlanS1#vlan 10S1(config-vlan)#name VLAN10S1(config-vlan)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exit```4. 配置STP```bashS1>display stpS1#stpmode stpS1>display stpS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10S1(config-if)#exit```5. 验证STP配置效果```bashS1>display stpS1>display stp interface GigabitEthernet0/0/1S1>display stp interface GigabitEthernet0/0/2S1>ping 192.168.1.2```六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,成功配置了生成树协议,并验证了STP在网络中的实际应用效果。

STP技术详解(生成树协议)

STP技术详解(生成树协议)

为了提高可靠性,交换机之间会通过多条链路相连,从而避免单点故障。

•但同时会带来一些灾难性的环路问题。

•••二层网络设计需求和问题:STP••••环路问题:•消除环路通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。

链路备份当活动路径发生故障时,激活备份链路,及时恢复网络连通性。

••STP :Spanning Tree Protocol ,生成树协议,提供两大功能:STP操作:通过构造一棵树来消除交换网络中的环路。

•使用组播-01-80-C2-00-00-00•••BPDU :Bridge Protocol Data Unit -桥协议数据单元,STP 工作协议•选举根交换机以及确定每个交换机端口的角色和状态。

○在初始化过程中,每个桥都主动发送配置BPDU。

○在网络拓扑稳定以后,只有根桥主动发送配置BPDU,其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后,才会发送自己的配置BPDU。

○发送周期为Hello Time。

○老化时间为Max Age。

○配置BPDU :•下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。

○拓扑变更通告BPDU-TCN BPDU•BPDU 类型:BPDU 字段详解:••••••••BID 最小的成为根桥(先比较优先级,再比较MAC )•STP 选举过程:•STP选举案例:••••••••••STP端口状态:Hello2s,根桥发送BPDU 的间隔Forward Delay 15s ,监听和学习的持续时间Max Age 20s ,保持阻塞的最大时间(没有收到BPDU )••STP 的计时器:•STP端口转换:••STP拓扑变化:•••检测到拓扑改变的交换机通过根端口向根桥发送TCN ,上游交换机收到TCN 后回应TCA ,让后下游交换机停止发送TCN ,再通过根端口发送TCN 直到根桥收到,根桥通过指定端口发送TC 通知所有下游交换机把MAC 地址表记录老化时间从300秒变为15秒•stp mode { mstp | stp | rstp }配置STP 模式,缺省为MSTP stp priority 4096配置优先级值,0~61440,步长为4096stp root primary/secondary自动修改优先级,指定主/备根桥stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy }配置路径开销值的标准开销标准:legacy :cost =1~200000•802.1d标准:cost =1~65535•802.1t标准:cost =1~200000000,默认•stp cost 10修改STP 开销display stp 【brief 】显示STP配置信息和参数•STP配置:•建议指定企业内配置高、性能好的交换机为根桥。

STP协议解析生成树协议的工作原理

STP协议解析生成树协议的工作原理

STP协议解析生成树协议的工作原理生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)是一种用于网络交换机之间建立冗余链路的协议,它的作用是确保网络中不存在环路,以提高网络的可靠性和稳定性。

本文将对STP协议进行解析,并介绍其工作原理。

一、STP协议简介STP协议是由IEEE 802.1D标准定义的一种链路层协议,用于在网络交换机之间建立一个逻辑上无环路的生成树(Spanning Tree),通过将某些端口设为阻塞状态来消除冗余链路,从而避免广播风暴和数据包的循环转发。

二、STP协议的工作原理1. 桥ID和优先级STP协议中,每个交换机都有一个唯一的Bridge ID(桥ID)用于标识自己,桥ID由优先级和MAC地址组成。

优先级取值范围为0~65535,MAC地址为交换机的物理地址。

生成树的根交换机拥有最小的桥ID。

2. 选举根交换机在网络中,首先进行根交换机的选举。

每个交换机发送BPDU (Bridge Protocol Data Unit)消息,其中包含了自己的桥ID和路径代价(Path Cost)。

路径代价是指从发送BPDU的交换机到根交换机的总路径长度,路径长度越短,路径代价越小。

接收到BPDU的交换机会与自己的桥ID进行比较,如果接收到的BPDU的桥ID更小或者路径代价更小,则将接收到的BPDU继续发送给其他交换机。

3. 生成树计算生成树计算阶段,交换机通过比较收到的BPDU中的桥ID和路径代价来确定到达根交换机的最佳路径,将其端口状态设置为指定端口(Designated Port),用于与其他交换机进行通信。

同时,选举出的根交换机的端口也设置为指定端口。

如果有多条路径具有相同的最小路径代价,则选择桥ID较小的那个路径。

4. 阻塞冗余链路生成树计算完成后,除了根交换机和指定端口以外的所有其他端口都将被设置为阻塞状态(Blocking State),这样就实现了环路的消除。

STP生成树原理和配置

STP生成树原理和配置

STP生成树原理和配置STP(Spanning Tree Protocol)是生成树协议的英文缩写。

该协议可应用于环路网络,通过一定的算法实现路径冗余,同时将环路网络修剪成无环路的树型网络,从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。

STP的基本原理是,通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文(在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”)来确定网络的拓扑结构。

配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。

生成树协议STP/RSTP1. 技术原理:STP的基本思想就是生成“一棵树”,树的根是一个称为根桥的交换机,根据设置不同,不同的交换机会被选为根桥,但任意时刻只能有一个根桥。

由根桥开始,逐级形成一棵树,根桥定时发送配置报文,非根桥接收配置报文并转发,如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文,则说明从该交换机到根有不止一条路径,便构成了循环回路,此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞,消除循环。

当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候,交换机认为端口的配置超时,网络拓扑可能已经改变,此时重新计算网络拓扑,重新生成一棵树。

2. 功能介绍:生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回,解决成环以太网网络的“广播风暴”问题,从某种意义上说是一种网络保护技术,可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。

STP也提供了为网络提供备份连接的可能,可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。

新型以太单板支持符合ITU-T 802.1d标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP,收敛速度可达到1s。

但是,由于协议机制本身的局限,STP保护速度慢(即使是1s的收敛速度也无法满足电信级的要求),如果在城域网内部运用STP技术,用户网络的动荡会引起运营商网络的动荡。

目前在MSTP 组成环网中,由于SDH保护倒换时间比STP协议收敛时间快的多,系统采用依然是SDH MS-SPRING或SNCP,一般倒换时间在50ms以内。

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STP生成树协议原理及配置—从入门到精通生成树协议(Spanning-Tree Protocol,以下简称STP)是一个用于在局域网中消除环路的协议。

运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路,并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。

由于局域网规模的不断增长,STP已经成为了当前最重要的局域网协议之一。

STP的算法STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤:选择根网桥(Root Bridge)选择根端口(Root Ports)选择指定端口(Designated Ports)选择根网桥的依据网桥ID(BID)网桥ID是唯一的,交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥STP选择根网桥举例根据网桥ID选择根网桥选择根端口的依据在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口选择根端口的依据是:根路径成本最低直连(上游)的网桥ID最小端口(上游)ID最小根路径成本根路径成本(开销)-是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和,默认10M/100M自适应的路径开销为200000STP选择根端口举例在非根桥上,选择一个根端口(RP)选择指定端口的依据在每个网段上,选择1个指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口:根路径成本最低端口所在的网桥的ID值较小端口ID值较小STP选择指定端口举例在每个网段选择1个指定端口(DP)STP计算结果经过STP计算,最终的逻辑结构为无环拓朴STP举例经过STP计算后的逻辑拓朴BPDU(桥协议数据单元)交换机之间使用BPDU来交换STP信息BPDUBridge Protocol Data Unit -桥协议数据单元使用组播发送BPDU,组播地址为:01-80-c2-00-00-00BPDU分为2种类型:配置BPDU -用于生成树计算拓朴变更通告(TCN)BPDU -用于通告网络拓朴的变化BPDU包含的关键字段STP使用BPDU选择根网桥2-1交换机启动时,假定自己是根网桥,在向外发送的BPDU中,根网桥ID 字段填写自己的网桥IDSTP使用BPDU选择根网桥2-2当接收到其他交换机发出的BPDU后,比较网桥ID,选择较小的添加到根网桥ID中STP使用BPDU计算根路径成本2-1根网桥发送根路径成本为0的BPDUSTP使用BPDU计算根路径成本2-2其他交换机接收到根网桥的BPDU后,在根路径成本上添加接收接口的路径成本,然后转发生成树端口的状态生成树计时器STP状态机在STP选举过程中,端口是不能转发用户数据的。

端口一开始处于阻塞状态,这个状态只能接收BPDU;一个接口20秒没收到BPDU,也就是到了最大时间,端口会进入侦听状态,这时接口可以接收BPDU,并开始发送BPDU;发送15秒的BPDU,接口将会为转发用户数据做准备,也开始学习MAC 地址,这个状态叫学习状态;再经过15秒的学习后,端口进入转发状态,转发状态是一个正常的接口。

spanning-tree设置STP(Spanning-Tree Protocol)在上图所示的网络环境中,当交换机之间连有多条链路时,将存在一定的问题,如SW1的MAC地址表中会显示接口F0/1与主机A相对应,而当数据发往SW2后,SW2的MAC地址表则记录接口F0/23与主机A相对应,当SW2再次将流量从接口F0/24发回SW1时,SW1的MAC地址表又会记录接口F0/24与主机A相对应。

因此可以看出,当交换机之间存在多条活动链路时,交换机将从不正常的接口上学习到MAC地址,导致MAC地址表的不正确与不稳定,并且还会导致重复的数据包在网络中传递,引起广播风暴,使网络不稳定。

为了防止交换机之间由于多条活动链路而导致的网络故障,必须将多余的链路置于非活动状态,即不转发用户数据包,而只留下单条链路作为网络通信,当唯一的活动链路不能工作时,再启用非活动链路,从而达到网络的冗余性。

要实现此功能,需要依靠生成树协议(STP)来完成,STP将交换网络中任何两个点之间的多余链路置于Blocking(关闭)状态,而只留一条活动链路,当使用中的活动链路失效时,立即启用被Block的链路,以此来提供网络的冗余效果。

STP并非思科私有协议,STP为IEEE标准协议,并且有多个协议版本,版本与协议号的对应关系如下:Common Spanning Tree (CST)= IEEE 802.1DRapid Spanning Tree Protocol (RSTP)= IEEE 802.1wPer-VLAN Spanning-Tree plus (PVST+) = Per-VLAN EEE 802.1DRapid PVST+ = Per-VLAN IEEE 802.1wMultiple Spanning Tree Protocol (MSTP)= IEEE 802.1s下面来详细介绍STP协议:请观察如下网络环境:在如上所示的网络环境中,不难看出,当所有主机都使用单条链路与一台核心相连时,只要不再增加其它额外设备与链路,就不可能存在环路。

交换机就当相于Hub一样连接了多台主机,而这样的网络结构,被称为hub-spoke网络结构,只要主机与Hub是连通的,那么就表示主机之间是连通的。

基于此原因,STP借助了hub-spoke网络结构无环的网络思想,将一个拥有多台交换机通过多条链路相连的网络,通过Block掉任意两点之间多余的链路而只留下单条链路,最终修整出一个hub-spoke的网络环境,创造一个无环的交换网络。

在上图的交换网络中,由于存在多台交换机,并且交换机之间有多条冗余链路,因此,只要在网络中找一台交换机充当核心,也就是相当于hub-spoke网络中的Hub,而其它交换机则留出一条活动链路到核心交换机即可,其它链路全部被block,当留出的活动链路失效之后,再启用block链路作为备份。

上图中SW1被选作交换网络中的核心,而其它交换机则只留一条活动链路到核心交换机,只要其它交换机与核心交换机是通的,就证明交换机之间一定是通的。

图中红色的连路表示被留出的普通交换机到核心交换机的活动链路,蓝色链路表示被block掉的链路,只要红色链路是通的,就表示整个网络都是通的,当某条红色链路断掉以后,只要启用相应的蓝色链路代替即可,也就实现了网络的冗余功能。

通过上述的解释,STP要构建出无环的交换网络,就必须在网络中选出一台交换机做为核心交换机,STP称其为Root,也就是根,功能相当于hub-spoke网络中的Hub。

其它不是Root的交换机则需要留出一条活动链路去往根交换机,因为只要普通交换机到根是通的,到其它交换机也就是通的。

需要说明的是,只有在一个三层网络中,广播能够到达的范围内,才需要进行相同的STP计算与选举,也就是一个广播域内独立选举STP:上图中,因为网络被路由器分割成两个广播域,所以在两个网段中,需要进行独立的STP计算与选举。

STP在计算与选举时,只会留下唯一一条活动链路,将其它所有多余链路全部block,所以STP要确定两点之间是否存在多条链路,因为只有两点之间有多条链路时,才有链路需要被block。

要确认两点之间网络是否通畅,只要发送数据作个测试即可得到答案,而要确认两点之间是否有多条链路,方法还是发送数据作个测试就能得到答案。

当然,要测试两点之间是否有多条链路,需要发送特殊的数据来做测试,比如给数据包都做上相同的标记,然后发出去,如果交换机同时从多个接口收到相同标记的数据包,很显示,交换机与发送者之间就是存在多条链路的,因此需要靠STP计算来断开多余链路。

STP在发送数据包测试网络是否有多条链路,是靠发送bridge protocol data units (BPDUs)来完成的,同台交换机发出去的BPDU都被做上了相同的标记,只要任何交换机从多个接口收到相同标记的BPDU,就表示网络中有冗余链路,因此需要STP 断开多余链路。

BPDU数据包里面有以下信息:根交换机的bridge ID。

发送交换机的bridge ID 。

到根交换机的Path Cost。

发送接口以及优先级。

Hello、forward delay、max-age时间。

同台交换机发出的BPDU,bridge ID都是一样的,因为是用来标识自己的,其中bridge ID由两部分组成:Bridge优先级和MAC地址,默认优先级为32678。

交换机上的每个端口也是有优先级的,默认为128,范围为0-255。

注:在STP协议中,所有优先级数字越小,表示优先级越高,数字越大,优先级越低。

STP在计算网络时,需要在网络中选举出根交换机(Root),根端口(Root Port),以及指定端口(Designated Port),才能保证网络的无环,选举规则分别如下:根交换机(Root)在同一个三层网络中需要选举,即一个广播域内要选举,并且一个网络中只能选举一台根交换机。

Birdge-ID中优先级最高(即数字最小)的为根交换机,优先级范围为0-65535,如果优先级相同,则MAC地址越小的为根交换机。

根端口(Root Port)所有非根交换机都要选举,非根交换机上选举的根端口就是普通交换机去往根交换机的唯一链路,选举规则为到根交换机的Path Cost值最小的链路,如果多条链路到达根交换机的Path Cost值相同,则选举上一跳交换机Bridge-ID最小的链路,如果是经过的同一台交换机,则上一跳交换机Bridge-ID也是相同的,再选举对端端口优先级最小的链路,如果到达对端的多个端口优先级相同,最后选举交换机对端端口号码最小的链路。

指定端口(Designated Port)在每个二层网段都要选举,也就是在每个冲突域需要选举,简单地理解为每条连接交换机的物理线路的两个端口中,有一个要被选举为指定端口,每个网段选举指定端口后,就能保证每个网段都有链路能够到达根交换机,选举规则和选举根端口一样,即:到根交换机的Path Cost值最小的链路,如果多条链路到达根交换机的Path Cost值相同,则选举上一跳交换机Bridge-ID最小的链路,如果是经过的同一台交换机,则上一跳交换机Bridge-ID也是相同的,再选举对端端口优先级最小的链路,如果到达对端的多个端口优先级相同,最后选举交换机对端端口号码最小的链路。

在STP选出根交换机,根端口以及指定端口后,其它所有端口全部被Block,为了防止环路,所以Block端口只有在根端口或指定端口失效的时候才有可能被启用。

交换机上的端口,根据端口的带宽不同,Path Cost值也不同,以下参数为标准:10 Mb/s:100100 Mb/s:191000 Mb/s:410000 Mb/s:2可以看出,带宽越高,被选为根端口和指定端口的几率就越大,所以经过STP 选举后,活动的链路总是性能最好的,其它被Block掉的端口,将在活动端口失效时被启用。

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