STP选举

目录

一、STP的诞生背景，解决问题

STP

环路产生

环路的副作用

STP的终极目的

二、STP是怎么实现的

三、STP的选举

根桥选举

非根桥上选举根端口（非根桥交换机上所有的接口都要进行比较）

选指定端口

阻塞

四、练习题

选举根桥

选举根端口

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选举指定端口

阻塞非根、非指定端口

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一、STP的诞生背景，解决问题

STP

STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。

环路产生

在交换网络中，需要设计机制，避免线路单点故障，提升冗余性

例如：双机热备，多加一个设备则要多加好多条线路

物理线路的冗余可能形成环路

环路的副作用

广播风暴：

耗尽交换机的带宽，CPU资源，导致数据无法正常转发，广播风暴现场，交换机的所有亮着的等，都出现疯狂闪烁，肯定是广播风暴。

广播风暴无解，只能重启交换机，因为二层广播报文没有TTL机制，会一直存在

不稳定的CAM表

交换机对于学习到的MAC地址表，反复记录在不通的接口上，引起CAM表的抖动，影响正常通信

STP的终极目的

需要物理线路上的冗余，同时又要避免环路带来的副作用，同时还要能够自动化的实现

STP的终极目的，就是自动破除逻辑上的二层环路

二、STP是怎么实现的

通过协议，阻塞网络中的某一个接口（逻辑上），实现物理线路正常连接，逻辑上接口为DOWN，避免环路危害

具体的阻塞接口，是交换机之间，自行协商出来的，协商的语言，就是所谓的网桥协议数据单元(BPDU)，交换机之间通过BPDU中携带的关键参数，来选举，选举得出结果，判定阻塞那个接口

三、STP的选举

选举根网桥——在每个非根网桥上选举一个根端口——在每个网段上选举一个指定端口——阻塞非根、非指定端口

根桥选举

根桥的选举需要比较关键参数(BPDU),BID(brige id 网桥(交换机)ID)=网桥优先级(2字节)+网桥MAC(6字节)

这里说的网桥其实就是交换机

BID=网桥(交换机)的优先级+MAC地址

优先级的范围：0-65535 默认为32768

网桥的MAC地址是唯一的

根桥是在所有交换机之间产生的，BID越小越优先，先比较优先级，优先级相同再比较MAC地址

确定根桥交换机后，其余交换机都为非根网桥交换机，根桥交换机在一个拓扑中有且只有一个

非根桥上选举根端口（非根桥交换机上所有的接口都要进行比较）

①cost of path (根路径成本):

根据根路径成本选举，越小越优先

根路径成本就是到根网桥的路径中所有链路的路径成本的累计和

STP的路径成本：到达根桥的开销值

路径成本的计算和链路的带宽相关联

带宽    开销值

100M    19

1000M   4

10G       2

②sender BID 发送者的网桥ID

如果出现多个端口的cost值相同，则需要进行sender BID的比较

即该接口的对端交换机的BID是多少，越小越优先

ps：在现网中，会对BID进行规划，一般来讲，BID越小的越靠近核心层

③比较 sender PID 发送者的端口ID

当拓扑中，出现双链路时，可能存在，cost值相同，sender BID也相同的情况

这时候就需要比较sender PID

sender PID：

端口ID（2字节）=端口优先级（1字节）+端口编号（1字节）

范围0-255，默认128，越小越优先

注：比较的是接口的对端交换机的PID

④local PID 本地端口ID

如果拓扑中出现hwb，可能出现前三种参数都相同的情况

如果前三种参数都相等，则需要进行local PID 的比较

就是本地端口的PID相比，越小越优先

选指定端口

在所有非根桥交换机的空余链路中选出来的指定端口（是在两台交换机之间选择出来的）

①cost of path

ps：此处的开销值值的不是接口到达根桥的开销值，而是当前接口所在交换机的根端口的跟路径成本

越小越优先

②local BID

如果cost值比不出来，则比较本地的BID值，越小越优先

③local PID

如果前两项都比不出来，则比较本地的PID值

跟桥上所有接口都是指定端口，不需要比较

阻塞

除了根端口与指定端口外，其余端口都是阻塞端口，形成逻辑上无环路的拓扑结构

四、练习题

默认每条线路的带宽相同

选举根桥

根据BID，4096+C457最小，选择其为根桥

选举根端口

选举指定端口

阻塞非根、非指定端口