理解STP的基本概念
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讀懂BPDU，并理解報(bào)文中各個(gè)字段的含義
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理解STP的幾種計(jì)時(shí)器及其作用
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理解STP拓補(bǔ)計(jì)算過(guò)程
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理解STP的各種接口狀態(tài)及其含義
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掌握STP的基礎(chǔ)配置

10.1STP
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冗余性對(duì)商用網(wǎng)絡(luò)而言非常重要。冗余性設(shè)計(jì)包含兩個(gè)方面：關(guān)鍵設(shè)備冗余和關(guān)鍵鏈路冗余
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STP是早期生成樹協(xié)議，在IEEE 802.1D中定義。IEEE 802.1w中定義了RSTP，后來(lái)IEEE802.1s中定義的MSTP逐漸成為傳統(tǒng)園區(qū)網(wǎng)杜絕二層環(huán)路的重要手段之一。MSTP能夠兼容STP以及RSTP

10.1.1STP基本概念
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橋ID 共8byte 優(yōu)先級(jí)16bit MAC地址48bit
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根橋 擁有最小的橋ID STP一系列計(jì)算均已根橋?yàn)閰⒖键c(diǎn)
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開銷與根路徑開銷 接口默認(rèn)開銷除了與速率，工作模式有關(guān)還和使用的STP cost計(jì)算方法有關(guān)
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接口ID 特定場(chǎng)景下選舉指定接口 長(zhǎng)度為16bit 4bit接口優(yōu)先級(jí)與14bit接口編號(hào) 默認(rèn)優(yōu)先級(jí)為128 必須16倍數(shù)

10.1.2STP的基本操作過(guò)程
四個(gè)步驟
一：在交換網(wǎng)絡(luò)中選舉一個(gè)根橋
注：根橋的地位具有可搶占性的，新增優(yōu)先級(jí)更高的設(shè)備時(shí)，STP重新收斂及計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)，可能會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)震蕩對(duì)業(yè)務(wù)流量正常轉(zhuǎn)發(fā)造成影響
二：在每個(gè)非根橋上選舉一個(gè)根接口
實(shí)際上是非根橋上所有接口中收到最優(yōu)BPDU的接口
三：選舉指定接口
是該網(wǎng)段內(nèi)所有接口中到達(dá)根橋的最優(yōu)接口，此外還負(fù)責(zé)向該網(wǎng)段發(fā)送BPDU。非根橋使用自己接受的最優(yōu)BPDU，為本設(shè)備上的其他接口計(jì)算一個(gè)BPDU，比較BPDU的優(yōu)先級(jí)選舉指定接口
注：對(duì)于非根橋而言，跟接口的選舉就是將自己收到的所有BPDU進(jìn)行比較，而制定接口就是非根橋用自己計(jì)算出的BPDU跟別的設(shè)備發(fā)過(guò)來(lái)的比較
四：阻塞非指定接口，打破二層環(huán)路
不會(huì)發(fā)送BPDU，但是會(huì)持續(xù)偵聽BPDU，以便感知網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)的變更情況

10.1.3STP報(bào)文
兩種類型：配置BPDU和TCN BPDU
被直接封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中，目的MAC地址為組播地址0180-0c200-0000
配置BPDU：初始化過(guò)程中，每臺(tái)交換機(jī)都會(huì)從自己激活了STP的接口向外發(fā)送配置BPDU，STP收斂完成后只有根橋在hello時(shí)間周期性發(fā)送配置BPDU，而非根橋在根端口上收到上游發(fā)送來(lái)的BPDU并立即出發(fā)而產(chǎn)生自己的配置BPDU，然后從自己的指定端口發(fā)送出去
TCN BPDU:當(dāng)拓補(bǔ)穩(wěn)定時(shí)，只會(huì)出現(xiàn)配置BPDU，當(dāng)發(fā)生變更時(shí)，STP會(huì)使用TCN BPDU，以及兩種特殊的BPDU。
（1）TCN BPDU：從拓補(bǔ)變更的交換機(jī)傳遞到根橋，而兩者之間可能隔著多臺(tái)交換機(jī)，感知到拓補(bǔ)變化的交換機(jī)會(huì)從其跟接口發(fā)送TCN BPDU
（2）“標(biāo)志”字段中TCA比特位被設(shè)置為1的配置BPDU：當(dāng)交換機(jī)收到下游發(fā)送上來(lái)的TCN BPDU后，需要使用標(biāo)志字段中TCA比特位被設(shè)置為1的配置BPDU回應(yīng)對(duì)方并向自己上游發(fā)送TCN BPDU,持續(xù)到根橋收到該TCN BPDU
（3）“標(biāo)志”字段中TC比特位被設(shè)置為1的配置BPDU:根橋收到TCN BPDU，意識(shí)到拓補(bǔ)發(fā)生了變化，要將改變?cè)捦ㄖ饺W(wǎng)，它將向網(wǎng)絡(luò)中泛洪“標(biāo)志”字段中TC比特位被設(shè)置為1的配置BPDU，交換機(jī)收到后會(huì)立即將其MAC地址表的老化時(shí)間從原有的值調(diào)整為一個(gè)較小的值（該值等于轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間），使MAC地址表能夠盡快刷新

10.1.4STP的時(shí)間參數(shù)
STP定義了三個(gè)重要的時(shí)間參數(shù)
（1）hello time：交換機(jī)發(fā)送配置BPDU的時(shí)間間隔，默認(rèn)為2s。如需更改，必須在根橋上修改，非根橋會(huì)自動(dòng)對(duì)齊
（2）forward delay（轉(zhuǎn)發(fā)延遲）：接口狀態(tài)從偵聽狀態(tài)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，或從學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的延遲時(shí)間，默認(rèn)為15s。意味著一個(gè)被阻塞的接口被選舉為跟接口或指定接口后，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)之前至少要經(jīng)歷30s的時(shí)間
（3）max age（最大生存時(shí)間）：BPDU的最大生存時(shí)間，也被稱為老化時(shí)間，默認(rèn)為20s。非根橋的跟接口保存來(lái)自上游的最優(yōu)BPDU，老化時(shí)間內(nèi)收再一次收到BPDU，老化時(shí)間會(huì)被重置，如果沒有收到將會(huì)老化，此時(shí)設(shè)備將會(huì)重新在接口上選擇最優(yōu)的BPDU，也就是重新進(jìn)行跟接口的選舉

10.1.5BPDU的比較原則
STP按照如下順序選擇BPDU：
1.
最小的橋ID
2.
最小的RPC
3.
最小的網(wǎng)橋ID
4.
最小的接口ID

第一條主要用于選舉根橋，其余主要用于選舉跟接口和指定接口

10.1.6BPDU的交互與拓補(bǔ)計(jì)算
兩者都認(rèn)為自己是根橋，根橋ID字段填寫都是自己的橋ID，RPC寫0，網(wǎng)橋ID寫該BPDU發(fā)送者的橋ID，接口ID則是發(fā)送該BPDU的接口的接口ID
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兩者收到后進(jìn)行比較，sw1比sw2更優(yōu)，sw1忽略sw2的BPDU，并周期性的發(fā)送BPDU
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sw2則開始選舉跟接口，由于接口3和接口4收到的BPDU都比自己本地的BPDU更優(yōu)，因此使用對(duì)方的BPDU更新自己本地的BPDU，比較自己所有接口上的BPDU擁有最優(yōu)的接口成為其根接口 。
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跟接口選舉出來(lái)后，使用當(dāng)前在跟接口上保存的最優(yōu)BPDU為其他接口計(jì)算BPDU

10.1.7STP接口狀態(tài)
接口被激活后，從禁用狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，如果被選舉為跟接口或指定接口，進(jìn)入偵聽狀態(tài)，并停留15s（轉(zhuǎn)發(fā)延遲狀態(tài)）。

10.1.8STP的基礎(chǔ)配置‘
stp mode stp 修改交換機(jī)的工作模式
stp enable 激活生成樹(缺省情況下，生成樹已被激活）
stp root primary 使交換機(jī)為網(wǎng)絡(luò)中的主根橋 stp priority 0
stp second primary 使交換機(jī)稱為次根橋 stp priority 4096
display stp 查看stp的狀態(tài)
display stp brief 查看接口stp狀態(tài)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的生成树协议及其配置的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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