STP 消除环路的思想.doc

* STP 消除环路的思想：将网络拓扑修剪为树形1.选择树根节点ROOT；2.确定最短路径；3.阻塞冗余链路。 * 桥ID 用于在STP 中唯一的标识一个桥，桥ID 由两部分组成，长度为8 个字节：1.桥优先级：高16 位；2.MAC 地址：低48 位。 桥ID：【桥优先级：2 字节】【桥MAC 地址：6 字节】 * 路径开销（Path Cost）：1、路径开销用于衡量桥与桥之间路径的优劣；2、STP 中每条链路都具有开销值；3、路径开销等于路 径上全部链路开销之和。 * 链路开销标准： * 配置BPDU：1、网桥通过交互配置BPDU 获取STP 计算所需要的参数；2、配置BPDU 基于二层组播方式发送，目的地址为 01-80-C2-00-00-00；3、配置BPDU 由根桥周期发出，发送周期为Hello Time；4、配置BPDU 老化时间为Max Age。 * 配置BPDU 格式： （网桥协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit)） * STP 计算方法： 1、配置BPDU 处理： ·网桥将各个端口收到的配置BPDU 和自己的配置BPDU 做比较，得出优先级最高的配置BPDU； ·网桥用优先级最高的配置BPDU 更新本身的配置BPDU ，用于选举根桥和确定端口角色； ·网桥从指定端口发送新的配置BPDU。 2、配置BPDU 比较原则——优先级向量最小者最优： 首先比较Root Bridge ID---其次比较Root Path Cost---再次比较Designate Bridge ID---再其次比较Designate Port ID--- 最后比较Bridge Port ID。 * 根桥选择：起始各个交换机都认为自己是根桥，然后进行互发帧进行根桥PK，最终根桥ID 最小者胜出。 * 确定端口角色的标准：1、根端口：网桥上到根桥最近的端口；2、指定端口：端口的配置BPDU 在其所属链路上是最优的；3、Alternate 端口：端口的配置BPDU 在其所属链路上不是最优的，且端口不是根端口。 Alternate 端口：端口既非根端口也非指定端口；根端口：该端口到根桥的开销最小；指定端口：端口拥有该链路上最优的配 置消息。（根桥发送的BPDU 消息，其中BPC=0） * 端口角色确定过程： 当路径开销相等时，则根据顺序比较Designate Bridge ID，越不优者相连或与之相连的端口为Alternate 端口。而对于链路 聚合的模型，两条链路开销相等时，则要比较Designate Port ID，端口越不优者为Alternate 端口。 * 临时环路问题：当拓扑结构发生变化，新的配置BPDU 要经过一定的时延才能传播到整个网络，在所有网桥收到这个变化的消息 之前可能会存在临时环路。 * 通过中间状态避免临时环路： 1、STP 为端口定义了五种状态：Disabled、Blocking、Listening、Learning、Forwarding。 2、各端口状态对配置BPDU 收发、MAC 地址学习以及数据收发的处理有所不同。 STP 端口状态是否发送配置BPDU 是否进行MAC 地址学习是否收发数据 Disabled 否 否 否 Blocking 否 否 否 Listening 是 否 否 Learning 是 是 否 Forwarding 是 是 是 * Forward Delay 延时： 1、从中间状态Listening 经过一个延时进入另一个中间状态Learning； 2、从Learning 状态再经过一个延时进入Forwarding 状态； 3、延时长度为Forward Delay。 * STP 端口状态机： * STP 拓扑改变处理过程： （从中断到恢复需要等待MAC 地址老化，将近5 分钟的时间！） TCN BPDU： （Topology Change Acknowledgment：拓扑改变消息） 1、网桥发送TCN BPDU 的条件为：1.有端口转变为Forwarding 状态，且该网桥至少包含一个指定端口；2.有端口从Forwarding 状 态或Learning 状态转变为Blocking 状态。 TCA 以及TC 置位的配置BPDU： * 当根桥故障后，指定根桥等待Max Age Timer 后没收到消息，则判断为根桥down 掉了。 * STP 协议的不足：1、收敛时间长：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。（两倍：Listening---Learning---Forwarding） 2、拓扑变化收敛机制不灵活：主机频繁上下