STP_RSTP_MSTP分析比较

RSTP (802.1W)
RSTP概述 STP协议是选好端口角色后等待 30秒（转发延迟的 2 倍时间）后再转发。整个网络拓扑的稳定大约需要 50 秒的时间。 IEEE 802.1w 标准（RSTP）是802.1D标 准的一种进化，当网络拓扑发生改变的时候，快速生 成树协议能够显著加快重新计算生成树的速度。
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STP的BPDU 包实例
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STP的缺陷
? STP协议的缺陷主要表现在收敛速度上。 当拓扑发生变化，新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，这个 时延称为 Forward Delay ，协议默认值是 15秒。
? 在所有网桥收到这个变化的消息之前，若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有 发现自己应该在新的拓扑中停止转发，则可能存在临时环路。也就是网络复杂 化后，网络拓扑的变化也很多，所以对收敛的速度要求很高，如果向老式的 STP 这样，在新的信息中要求转发端口停止转发，换成另外一个端口，但是因 为延迟自己不知道，所以就存在 2个转发端口，而造成临时的环路。
为了解决临时环路的问题，生成树使用了一种定时器策略，即在端口从阻塞状 态到转发状态中间加上一个只学习 MAC 地址但不参与转发的中间状态，两次状 态切换的时间长度都是 Forward Delay ，这样就可以保证在拓扑变化的时候， 新增的那个端口不会马上成为转发端口，也就不会产生临时环路。但是，这个 看似良好的解决方案实际上带来的却是至少两倍 Forward Delay 的收敛时间！
2、Bridge Max Age >= 2 (Bridge Hello Time + 1.0 seconds )
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BPDU的格式
IEEE802.1D的STP BPDU的帧格式: 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格式:
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2,路径开销 是用来衡量网桥之间距离的一个参数。是两个桥之间所
有链路开销的总和。不同带宽的链路有不同的链路开销。有 两种计算方法。一种是短整形计算方法。另一种是长整形计 算方法。
交换机是用路径开销来决定到根交换机的最佳路径。最 短链路组合具有最小累计路径开销，并成为到根交换机的最 佳路径.
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3，端口ID 用来决定到根交换机的路径。它由两个字节构成，包括优先 级和端口号。其中6位表示优先级，8位表示端口号。优先级 是一个可配置的STP参数，在大多数交换机上为0-240，默认 为128。端口号是用来列举端口的数字标志。
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STP的作用
1.阻止环路的产生:
上幅图，PC1到PC2有两个路径，所有的广播，多播和未知的单播帧将会 有个环路在这个网络拓扑中。如果 STP实施在这个网络中，将会阻止一个路 径去解决环路。例如，阻止交换机 C和交换机D之间的路径。这样拓扑中将 会是一个树。
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STP的作用
2. 提供一个链路路径的冗余：
桥接网络的每个网段必须有一个指定端口。它既能向根 交换机发送流量，也能从根交换机接收流量。一个包含指 定端口的网桥称为指定网桥。指定端口也是依照到根交换 机的路径开销而选定。如果开销相等，则根据网桥的 BID 确定。非指定端口就处于阻塞状态。
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STP定时器
?Hello 时间: Hello 时间是发送配置BPDU的时间间隔，默认为2秒，控制着根交换 机生成配置BPDU。其它网桥收到后就立即扩散此 BPDU 。如果20秒没有收到根网 桥的BPDU 或根网桥停止发送 BPDU，则该网桥宣布保存的 BPDU 无效并开始寻找 新的根端口。 ?转发延迟：是网桥花费在侦听和学习状态的时间长度，默认 15秒。 ?最大生存时间：是一个控制在BPDU被网桥丢弃之前被保存多长时间的 STP定时 器，默认20秒。 三个定时器的值应符合以下两个关系： 1、2 (Bridge Forward Delay — 1.0 seconds ) >= Bridge Max Age
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STP工作原理
网桥之间通过交换网桥协议数据单元（BPDU）的第2 层帧来传递生成树信息。每个端口保存着最佳BPDU。当 网桥第一次被激活时，其所有端口每隔2秒（默认hello 时 间）发送一次BPDU。如果一个端口收到比自己发送好的 BPDU，则该端口就停止发送BPDU。如果20秒（默认的 最大生成时间）的时间没有从邻居收到更好的BPDU，则 本地端口将重新开始发送BPDU。
在上图中，如果交换机A和交换机B之间的链路DOWN，STP将会自动的重新配置 这个拓扑并且STP会使交换机C和交换机D之间的链路恢复链接。
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生成树协议的三个参数
? IEEE802.1d标准定义了STP所使用的生成树协议。该 协议依赖于三的根节点，即根网桥。即BID最小的 网桥为根网桥.BID由8个字节构成，前2个字节表示优 先级，默认为32768。可取范围为0~61440。后6个字 节为交换机的MAC地址。
STP,RSTP和MSTP的功能介绍与对比
阳亚运
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STP(802.1D)
STP协议概述 STP （Spanning Tree Protocol ，生成树协议）在IEEE802.1D 标准中描述，STP协议用于在局域网中消除数据链路层物理环路 的协议。 运行该协议的设备通过彼此交互 （BPDU）信息发现网络中的环 路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪 成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生 和无限循环，避免设备由于重复接收相同的斑纹造成的的报文处 理能力下降的问题发生。
1，选举根交换机 以BID 最小的交换机作为根交换机。在交换机刚启动时，总是
将自己的 BID 存入到根 BID域，然后如果收到更好的 BPDU ，则 将更好BPDU 中的相关交换机列为根 BID ，并进行发送。 2，选举根端口
根端口就是按照路径开销最靠近根交换机的端口。每一个非 根交换机必须选举一个根端口。根交换机在发送 BPDU 时，根路 径开销为 0，然后每到一个端口根据路径开销进行累加并发送。 3，选举指定端口