笔记整理五

                                                         STP生成树

stp生成树是用于解决二层环路问题的协议。

二层环路为有以下三种：

1.广播风暴

2.MAC地址的偏移（每一次循环，都会导致交换机来回刷新MAC地址表记录）

3.多帧复制

stp生成树：需要将原本的环型拓扑结构转换为最短路径树生成树；通过逻辑上阻塞一些接口，从而生成最短路径树，达到解决环型拓扑的目标，并且会实时的监听整个拓扑环境是否发生结构突变，会自动将原本阻塞的一些接口重新打开。

stp生成树传递的报文为BPTU报文

配置BPDU：stp用来协商参数的报文

TCN-BPDU：会实时监听整个拓扑环境是否发生改变，一旦检测到结构变化则会通告TCN-BPDU

stp生成树的报文：

 Root ID---RID

Bridge ID--BID，作用：

1.用来标识和区分不同的运行stp的交换机设备的身份

2.用来协商生成树角色

BID的组成：前16位二进制是优先级，后48位二进制是设备的MAC地址。生成树的所有协商参数均为越小越优先

RPC：根路径的开销，设备接口达到根桥的开销值

Port ID：16位二进制，前4位是优先级，后12位是发出该配置BPDU的接口编号

TCN-BPDU作用：

1.通知网络结构发生变化

2.用来刷新MAC地址表中的错误记录，存在逐级上报的机制（避免重复的刷新MAC地址表）

远端设备检测到自身网络结构发生变化，会主动向所有运行了stp的接口发送TCN-BPDU，其它设备收到之后会回复TCA--标志位为1的配置BPDU用来做确认，其次会不断逐级转发一直到根桥设备，之后根桥设备会主动发送TC标志位（拓扑变更标志位）为1的配置BPDU，最终该报文会传递到整个交换网络所有设备，这些设备收到该TC置1的报文，会将自身MAC地址老化时间设置为15s，用来刷新错误信息

生成树一共要选举以下四种角色：

根网桥RB--整个交换网络必须选择唯一的一个根桥设备

根端口RP--所有非根设备必须选择唯一一个端口成为根端口，用来接收根桥发送的配置BPDU

指定端口DP--一段链路需要选举唯一的一个角色，用来转发根桥发送的配置BPDU

非指定端口NDP--剩下所有没有角色的端口就是非指定端口，最终需要被阻塞的端口 

当角色选举完成之后，只有根桥设备会主动发送配置BPDU报文，其它非根桥设备仅转发由根桥产生的配置BPDU

根网桥RB，整个交换网络必须选择的唯一一个设备，会比较BID，BID最小的设备会成为根桥

BID作用：

1.用来标识和区分不同的运行stp的交换机设备的身份

2.用来协商生成树角色

比较规则：先比较优先级，再比较MAC地址

 

根端口RP--所有非根设备必须选择唯一一个端口成为根端口，用来接收根桥发送的配置BPDU

RPC--类似cost

生成树RPC（开销）的计算公式==沿途所有的入接口的开销值累加和

接口的开销值： 

 

根端口选举规则：

1.会比较接口的入向RPC值，会选择入向RPC值更小的接口作为根端口，入向RPC值----接口收到的配置BPDU中携带的开销值

2.如果RPC值一致，那么会比较收到的配置BPDU中对端设备的BID大小，会选择BID更小的设备所对应的接口

3.如果对端设备BID一致，那么会比较对端设备的PID，选择最小的PID对应的接口

4.如果对端设备PID一致，那么会比较自身设备的PID，选择更小PID对应的接口

指定端口DP--设备用来转发根网桥发送的配置BPDU的接口，每段链路都需要选择一个接口成为指定端口

选举规则：

1.选择接口出向RPC值最小的端口作为根端口（出向RPC：设备发出的配置BPDU中携带的RPC值）

 2.会比较自身本地的配置BPDU中携带的BID，选最小的

3.当本地BID一致那么会比较发出接口的PID，选择接口PID小的接口作为指定端口

4.当收到的配置BPDU报文PID一致，那么会直接阻塞该端口

stp的端口状态：

undo stp enable  直接禁用stp协议

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo stp enable  仅关闭一些接口的stp协议，一般对于三层接口建议接口关闭stp协议

阻塞状态的作用：所有运行stp协议的接口最先进入的状态，为了避免此时协议刚开始还没彻底收敛就已经出现环路问题

初次收敛时，因为所有设备的接口都是阻塞状态，会导致没有任何设备发送 BPDU报文，无法协商参数，所以设备会自动关联最大寿命，如果20S没有收 到任何BPDU报文，那么会视为根桥故障，会自动进入侦听状态，主动发送BPDU报文

侦听状态：STP进行角色选举的状态，一旦接口被选举未根端口或者指定端 口均会进入下一个状态（会经过15S的选举时间，为了让所有设备所有接口均完成角色选举，避免临时环路---一些设备任处于选举过程中，角色没有选完，自然不会阻塞接口），如果接口被选举未非指定端口，那么该接口最终回退到阻塞状态

学习状态： STP 为了尽量避免初次访问时，产生大量的广播报文影响通讯质

量，尽量记录本设备用户的 MAC 地址信息

STP 首次收敛至少 50S 才能完成收敛，收敛速度很慢