stp生成树协议(补充)
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SW2#show spanning-tree SW1#show
根网桥信息
Root Port DP 100M VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root Bridge F0/24 F0/24 Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 SW2 Cost bridge is the root 19 This SW1 F0/23 优先级：32768 sec Max Age 20 F0/23 优先级：32768sec Port Time (FastEthernet0/24) sec Forward Delay 15 26 2 Hello MAC地址：2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec MAC地址： Hello Time 10M 001f.caff.1000 0021.1ba5.6980 Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 001f.caff.1000 Address 0021.1ba5.6980 20 sec Forward Delay 15 sec Hello Time 2 sec Max Age Hello Time 2300 Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time sec Aging Time 15 根网桥端口 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type 本地交换机信息 端口23阻塞 Interface ---------------- Role Sts Cost ---- --- --------- --------Prio.Nbr Type --------------------都是指定端口 ---------------- Desg FWD 100 ---- --- --------- -------- ----------------------Fa0/23 128.25 P2p 24为根端口 Fa0/23 Altn FWD 19 128.25 P2p Fa0/24 Desg BLK 100 128.26 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.26 P2p 本地交换机接口信息
比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥 字段 值
32768.000d.2800.b101 4096.000d.2800.b100 0 19 32768.000d.2800.b101 xxxx SW1
网桥ID： 4096.000d.2800.b100
根网桥ID 根路径成本 发送网桥ID 端口ID
100M
优先级：32768 MAC地址： 0021.1ba5.6980
100M F0/23 Root Port
15
BPDU（桥协议数据单元）
BPDU
Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元 使用组播发送BPDU
BPDU分为2种类型：
配置BPDU 拓扑变更通告（TCN）BPDU
BPDU报文字段
根桥上的端口全是指定端口 在每个网段上，选择1个指定端口 非根桥上的指定端口，选择顺序：
根路径成本较低 所在的交换机的网桥ID的值较小 端口ID的值较小
10
STP选择指定端口实例
在每个网段选择1个指定端口（DP）
这个端口既不是根端口， 也不是指定端口，STP将这 个端口阻塞（Block） 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102 在这个网段上，B的 网桥ID较小，所以B 上的端口为指定端口 100M
5
选择根端口
选择根端口的依据：
到根网桥最低的根路径成本 直连的网桥ID最小 端口ID最小
根路径成本
网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和
路径成本：19 路径成本：100
SW1
SW2
Port 1
SW3
SW3的Port 1根路径成本＝19＋100＝119
6
路径成本
路径成本根据链路带宽规定
链路带宽（Mbps）
取值范围：0 ～ 65535 缺省值：32768
4
STP选择根网桥实例
以此拓扑为例，介绍STP的计算过程
根据网桥ID选择根网桥
SW1 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100 100M SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
SW3
SW1
×
SW2
2
STP的算法
生成树算法分为3个步骤：
选择根网桥（Root Bridge） 选择根端口（Root Ports） 选择指定端口（Designated Ports）
3
选择根网桥
网桥ID（BID）
网桥ID是唯一的 选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥
网桥优先级 2字节
网桥的MAC地址 6字节
SW1 Root Port
100M 根网桥上的端口 都是指定端口
Root Bridge
源自文库
DP DP
Root Port
DP
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
11
STP的计算结果
最终形成逻辑结构无环拓扑
13
STP算法的验证3-2
两条等速率链路连接的两台交换机的STP选举
DP 100M F0/24 F0/23
Root Bridge
SW1 优先级：32768 MAC地址： 001f.caff.1000
SW2 F0/23 F0/24 优先级：32768 MAC地址： 100M 0021.1ba5.6980 Root Port
16
STP利用BPDU选择根网桥
交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较 根网桥ID字段填写自己的网桥ID 小的添加到根网桥ID中 字段 值
网桥ID： 32768.000d.2800.b102
SW3 根网桥ID 4096.000d.2800.b100 根路径成本 0 发送网桥ID 4096.000d.2800.b100 当全网所有的交换机接收到全部的BPDU并作 端口ID xxxx 100M 100M
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
SW1
备份链路
100M 100M
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
12
STP算法的验证3-1
两条不等速率链路连接的两台交换机的STP选举
10 16 45 100 155 622 1000 10000 100 62 39 19 14 6 4 2
路径成本
7
端口ID
端口ID格式
端口优先级 8位 取值范围：0 ～ 255 缺省值：128
端口编号 8位
8
STP根端口选举实例
在非根网桥上，选择一个根端口（RP）
在SW1和SW3上，到达SW2 最近的端口是根端口
字段
值
根网桥ID 根路径成本 发送网桥ID 端口ID
4096.000d.2800.b100 19 32768.000d.2800.b101 xxxx SW1
网桥ID： 4096.000d.2800.b100 Root Bridge
100M
SW2 网桥ID： 32768.000d.2800.b101
18
选择根端口时，比较接收到的对端端口ID值
14
STP算法的验证3-3
三台交换机的生成树协议选举
优先级：32768 MAC地址： 001f.caff.1000
Root Bridge F0/24
SW1
100M
F0/24
DP
F0/23
DP
SW2 Root Port DP F0/23 100M F0/24 SW3 优先级：32768 MAC地址： 0021.d780.7400
SW1 Root Port 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
Root Port
100M SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
9
选择指定端口
SW2 网桥ID： 32768.000d.2800.b101
17
STP利用BPDU计算根路径成本
根网桥发送根路径成本值为0的BPDU报文 下一级交换机收到BPDU报文时，在根路径成本上 添加接收接口的路径成本，然后转发
字段 值
网桥ID： 32768.000d.2800.b102
SW3 根网桥ID 4096.000d.2800.b100 根路径成本 0 发送网桥ID 4096.000d.2800.b100 端口ID xxxx 交换机保存接口的根路径成本到内存中 100M 100M
交换网络环路的产生
广播风暴的形成
SW3 F0/1
广播 F0/2
F0/2
最终形成广播风暴 SW2和SW3从所有非接 收端口转发广播
F0/2 F0/1 F0/1
SW1 广播
广播 PC1
SW2
PC2
1
STP介绍
STP － Spanning Tree Protocol(生成树协议)
逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生 当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线 路的作用
根网桥信息
Root Port DP 100M VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee Root Bridge F0/24 F0/24 Root ID Priority 32769 Address 001f.caff.1000 SW2 Cost bridge is the root 19 This SW1 F0/23 优先级：32768 sec Max Age 20 F0/23 优先级：32768sec Port Time (FastEthernet0/24) sec Forward Delay 15 26 2 Hello MAC地址：2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec MAC地址： Hello Time 10M 001f.caff.1000 0021.1ba5.6980 Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 001f.caff.1000 Address 0021.1ba5.6980 20 sec Forward Delay 15 sec Hello Time 2 sec Max Age Hello Time 2300 Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time sec Aging Time 15 根网桥端口 Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type 本地交换机信息 端口23阻塞 Interface ---------------- Role Sts Cost ---- --- --------- --------Prio.Nbr Type --------------------都是指定端口 ---------------- Desg FWD 100 ---- --- --------- -------- ----------------------Fa0/23 128.25 P2p 24为根端口 Fa0/23 Altn FWD 19 128.25 P2p Fa0/24 Desg BLK 100 128.26 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.26 P2p 本地交换机接口信息
比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥 字段 值
32768.000d.2800.b101 4096.000d.2800.b100 0 19 32768.000d.2800.b101 xxxx SW1
网桥ID： 4096.000d.2800.b100
根网桥ID 根路径成本 发送网桥ID 端口ID
100M
优先级：32768 MAC地址： 0021.1ba5.6980
100M F0/23 Root Port
15
BPDU（桥协议数据单元）
BPDU
Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元 使用组播发送BPDU
BPDU分为2种类型：
配置BPDU 拓扑变更通告（TCN）BPDU
BPDU报文字段
根桥上的端口全是指定端口 在每个网段上，选择1个指定端口 非根桥上的指定端口，选择顺序：
根路径成本较低 所在的交换机的网桥ID的值较小 端口ID的值较小
10
STP选择指定端口实例
在每个网段选择1个指定端口（DP）
这个端口既不是根端口， 也不是指定端口，STP将这 个端口阻塞（Block） 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102 在这个网段上，B的 网桥ID较小，所以B 上的端口为指定端口 100M
5
选择根端口
选择根端口的依据：
到根网桥最低的根路径成本 直连的网桥ID最小 端口ID最小
根路径成本
网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和
路径成本：19 路径成本：100
SW1
SW2
Port 1
SW3
SW3的Port 1根路径成本＝19＋100＝119
6
路径成本
路径成本根据链路带宽规定
链路带宽（Mbps）
取值范围：0 ～ 65535 缺省值：32768
4
STP选择根网桥实例
以此拓扑为例，介绍STP的计算过程
根据网桥ID选择根网桥
SW1 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100 100M SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
SW3
SW1
×
SW2
2
STP的算法
生成树算法分为3个步骤：
选择根网桥（Root Bridge） 选择根端口（Root Ports） 选择指定端口（Designated Ports）
3
选择根网桥
网桥ID（BID）
网桥ID是唯一的 选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥
网桥优先级 2字节
网桥的MAC地址 6字节
SW1 Root Port
100M 根网桥上的端口 都是指定端口
Root Bridge
源自文库
DP DP
Root Port
DP
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
11
STP的计算结果
最终形成逻辑结构无环拓扑
13
STP算法的验证3-2
两条等速率链路连接的两台交换机的STP选举
DP 100M F0/24 F0/23
Root Bridge
SW1 优先级：32768 MAC地址： 001f.caff.1000
SW2 F0/23 F0/24 优先级：32768 MAC地址： 100M 0021.1ba5.6980 Root Port
16
STP利用BPDU选择根网桥
交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较 根网桥ID字段填写自己的网桥ID 小的添加到根网桥ID中 字段 值
网桥ID： 32768.000d.2800.b102
SW3 根网桥ID 4096.000d.2800.b100 根路径成本 0 发送网桥ID 4096.000d.2800.b100 当全网所有的交换机接收到全部的BPDU并作 端口ID xxxx 100M 100M
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
SW1
备份链路
100M 100M
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
12
STP算法的验证3-1
两条不等速率链路连接的两台交换机的STP选举
10 16 45 100 155 622 1000 10000 100 62 39 19 14 6 4 2
路径成本
7
端口ID
端口ID格式
端口优先级 8位 取值范围：0 ～ 255 缺省值：128
端口编号 8位
8
STP根端口选举实例
在非根网桥上，选择一个根端口（RP）
在SW1和SW3上，到达SW2 最近的端口是根端口
字段
值
根网桥ID 根路径成本 发送网桥ID 端口ID
4096.000d.2800.b100 19 32768.000d.2800.b101 xxxx SW1
网桥ID： 4096.000d.2800.b100 Root Bridge
100M
SW2 网桥ID： 32768.000d.2800.b101
18
选择根端口时，比较接收到的对端端口ID值
14
STP算法的验证3-3
三台交换机的生成树协议选举
优先级：32768 MAC地址： 001f.caff.1000
Root Bridge F0/24
SW1
100M
F0/24
DP
F0/23
DP
SW2 Root Port DP F0/23 100M F0/24 SW3 优先级：32768 MAC地址： 0021.d780.7400
SW1 Root Port 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
100M
100M
Root Bridge
SW2 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
Root Port
100M SW3 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
9
选择指定端口
SW2 网桥ID： 32768.000d.2800.b101
17
STP利用BPDU计算根路径成本
根网桥发送根路径成本值为0的BPDU报文 下一级交换机收到BPDU报文时，在根路径成本上 添加接收接口的路径成本，然后转发
字段 值
网桥ID： 32768.000d.2800.b102
SW3 根网桥ID 4096.000d.2800.b100 根路径成本 0 发送网桥ID 4096.000d.2800.b100 端口ID xxxx 交换机保存接口的根路径成本到内存中 100M 100M
交换网络环路的产生
广播风暴的形成
SW3 F0/1
广播 F0/2
F0/2
最终形成广播风暴 SW2和SW3从所有非接 收端口转发广播
F0/2 F0/1 F0/1
SW1 广播
广播 PC1
SW2
PC2
1
STP介绍
STP － Spanning Tree Protocol(生成树协议)
逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生 当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线 路的作用