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1 STP协议原理 STP协议简介 STP都做了些什么？ 1. STP在二层交换网络中选择一个根桥作为全部二层交换网络的逻辑中心（Root Bridge）。 2. STP为全网中每一个参与STP运算的交换机计算到达根桥的最短距离（Path Cost)。 3. 检测二层交换网络中存在的冗余链路，并把他们置于阻断/备份状态。 4. 检测拓扑结构的变化并根据情况计算新的生成树。 STP协议简介 STP协议的结果是什么？ 阻断了冗余链路，形成了以根桥为树根的树状拓扑结构。 STP协议简介 常用概念 根桥(Root Bridge)—桥ID最小的网桥。其中桥ID是由网桥的优先级和网桥的MAC组成。 根端口(Root Port)—这个端口到达根桥的路径是该端口所在网桥到达根桥的最佳路径。全网中只有根桥是没有根端口的。 指定端口(Designated Port)—每一个网段选择到根桥最近的网桥作为指定网桥，该网桥到这一网段的端口为指定端口。 可选端口(Alternated Port)—既不是指定端口，也不是根端口的端口。 BPDU报文结构（1） STP通过BPDU(Bridge Protocol Data Unit)报文来学习网络拓扑结构。 BPDU报文的目标MAC地址为：01-80-C2-00-00-00. BPDU报文在直连的两个网桥或多个网桥内交换，不能被转发。没有运行STP协议的网桥将把BPDU报文当作普通业务报文转发。 BPDU报文结构（2） DMA:目的MAC地址 目的地址是一个固定的桥的组播地址（0x0180c2000000） SMA:源MAC地址 即发送该配置消息的桥MAC地址 L/T:帧长 LLC Header:固定的链路头 Payload: BPDU数据 如何确定根桥（1） 根桥—BID（网桥ID）最小的网桥定为根桥。 BID—网桥的优先级+网桥MAC。 网桥的优先级为可配置，缺省值为32768。 在缺省情况下，根桥将由MAC地址最小的网桥担任。 如何确定根桥（2） 如何确定根桥（3） 如何确定根桥（4） 如何确定根桥（5） 如何确定根桥（6） 如何计算STP Path Cost Path Cost的两种定义标准 如何决定BPDU配置消息的优劣 比较RID(Root Bridge ID)，确定网络同步。 RID相同，比较Path Cost（到根桥距离），越小越优。 RID/Path Cost相同，比较指定桥的BID (Designated Bridge ID)，越小越优。 RID/Path Cost/DBID相同，比较指定端口的ID (Designated Port ID)，越小越优。 BPDU交换过程 BPDU交换过程 BPDU交换过程 BPDU交换过程 BPDU交换过程 BPDU交换过程 确定网桥端口角色 BPDU报文中总是携带网桥到根桥的最优值。 通过BPDU配置消息来决定端口的角色： 根端口：网桥各个端口中到根桥最近的端口。 指定端口：网桥的端口发送的BPDU配置消息较接收的BPDU配置消息更优，则端口为指定端口。 可选端口：网桥的端口发送的BPDU配置消息较接收的BPDU配置消息更差，则端口为可选端口。 确定网桥端口角色 确定阻断端口 确定阻断端口 思考题 MAC地址信息的生存期 拓扑结构改变会使站点在生成树中的相对位置发生移动，那么网桥原来学习到的MAC地址信息就可能变得不正确，所以学习的MAC地址信息也要有生存期，如果该时间内没有证明地址的正确，则抛弃这条地址信息。 在STP中有两个生存期： 拓扑稳定的时候用较长的生存期. 拓扑改变的时候用较短的生存期. 网络拓扑发生改变的时候，并不是所有的网桥都能够发现这一变化，所以需要把拓扑改变的信息通知到整个网络。 站点的相对位置发生变化 拓扑改变消息中标志位的使用 拓扑改变消息的传播 STP端口状态 STP端口状态迁移 STP定时器 STP定时器. Hello Timer: 根桥生成BPDU配置消息的周期，缺省时间为2秒钟。 Forward Delay: 配置消息传播到全网的最大时延。缺省为15秒钟。 Message Age:从根桥生成BPDU配置消息开始，到当前时间为止配置消息的存活时间。 Max Message Age:BPDU配置消息存活的最大时间。 STP的不足 缺省情况下一个端口从Blocking状态过渡到Forwarding状态至少需要30秒钟（两倍的Forward Delay）。对于一个拓扑不稳定网络，会导致网络的长时间中断。 RSTP协议原理 RSTP的端口状态 RSTP的端口角色 Root Port—根端口 Designated Port—指定端口 Alternate Port—可选端口 Backup Port—备份端口 RSTP的BPDU格式