生成树协议基本原理


                      生成树协议基本原理  

                                            作者:尹正杰

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一.什么叫做生成树协议

  1>.STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)是用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议;

    2>.通过在桥之间互相转换BPDU(Bridge Protocol Data Unit,桥协议数据单元),来保证设备完成生成树的计算过程。

                

扩充:

  BPDU的类型:

        1>.普通 BPDU :用于生成树计算以及维护生成树的一种报文

        2>.BPDU  TCN:当网络拓扑发生变化时,会发送报文告知其他设备网络拓扑已经发生变化。

 

二.STP的作用

  1>.通过阻断冗(rong)余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环;

  2>.当前路径发生故障时,激活冗余备份链路,恢复网络的连通性。

   

 

 

三.配置BPDU生成和传递

1.配置BPDU包含以下重要信息,完成生成树计算

  a>.根桥ID(RootID)

  b>.跟路径开销(RootPathCost)

  c>.指定桥ID(DesignatedBridgeID)

  d>.指定端口ID(DesignatedPortID)

2.各台设备在初始时生成以自己为根桥(Root Bridge)的配置消息,向外发送自己的配置消息

3.网络收敛后,根桥向外发送配置BPDU,其他的设备对该配置BPDU进行转发

4.根桥的选举

  a>.桥ID有桥优先级(BridgePriority)和桥MAC地址(BridgeMacAddress)组成

  b>.桥ID小的桥北选举为根桥

 

 5.根路径开销

  a>.根路径开销(RootPathCost)是到达根的路径上所有链路开销(Cost)的代数和;【一般百兆链路cost是19,千兆链路cost是10】

  b>.非根桥进行根端口选举时,根路径开销最小的端口为跟端口;

  c>.物理端进行指定桥选举时,路径开销最小的桥为指定桥。

6.通过桥ID决定端口角色

  a>.在路径开销相同时,所连网段指定桥ID最小的端口为根端口;

  b>.在根路径开销相同时,桥ID最小的桥被选举为物理段上的指定桥,连接指定桥的端口为指定端口。

 

 7.通过端口ID决定端口角色

  在根路径开销,指定桥ID都相同的情况下,所有指定端口ID小的端口为根端口

 

 

 8.端口状态

 

 

 

H3C实验:

 

配置生成树

 

【实验目的】

 

l  掌握STP的原理以及作用

 

l  掌握STP根桥以及端口角色的选举

 

l  掌握STP的基本配置

 

【实验要求】

 

在交换机SW1和SW2的系统试图下启用STP,并设置SW1的优先级为0,以使SW1为根桥;并且配置连接PC的端口为边缘端口。

 

【实验设备】

 

交换机两台、PC机一台、网线两根、console线缆

 

【实验拓扑】

 

 

 

【实验过程】

 

1、为主机配置IP地址

 

主机

IP地址

Pc1

192.168.1.1

Pc2

192.168.1.2

2、配置SW1

<SW1>system-view

开启STP功能

[SW1]stp enable

设置SW1的优先级为0

[SW1]stp priority 0

进入到接口试图配置端口为边缘端口

[SW1]interface e0/4/2

[SW1-Ethernet0/4/2]stp edged-port enable[w1] 

3、配置SW2

<SW2>system-view

[SW2]stp enable

[SW2]stp priority 0

[SW2]interface e0/4/2

[SW2-Ethernet0/4/2]stp edged-port enable

【实验测试】

1、查看SW1 STP信息

  

以  上信息可以看出SW1是根桥,其上所有端口是指定端口(DESI),处于在转发状态。

2、查看SW2 STP 信息

 

  以上信息可以看出,SW2是非根桥,端口e/4/0是根端口,处于转发状态,负责在交换机之间转发数据;端口e/4/1是备份根端口,处于阻塞状态;连接PC的e/4/2是指定端口,处于转发状态。

【思考拓展】

如果不在交换机的E0/4/2口配置边缘端口(undo stp edged-port),然后断开端口e/4/2的电缆,再重新连接,并且在SWA上查看端口e/4/0的状态,注意每隔几秒钟执行命令查看一次,查看端口状态的迁移过程。


边缘端口的目的是为了加快STP的收敛速度

 

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