STP(生成树协议讲解)

Byte

பைடு நூலகம்
SMA:源MAC地址
L/T:帧长
2
1 1 1
LLC Header:配臵消息 固定的链路头
Payload: BPDU数据
｝
8 8 2 2 2 2 2
4
STP 优先级向量
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目录
STP介绍 STP基本概念 STP计算过程 STP端口状态 STP拓扑改变处理过程 STP协议的不足
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1Gig
Cost 200
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SWC
链路开销标准
链路速率
0 10Mbps Single Port Aggregated Link 2 Ports Aggregated Link 3 Ports Aggregated Link 4 Ports Single Port Aggregated Link 2 Ports Aggregated Link 3 Ports Aggregated Link 4 Ports Single Port Aggregated Link 2 Ports Aggregated Link 3 Ports Aggregated Link 4 Ports Single Port Aggregated Link 2 Ports Aggregated Link 3 Ports Aggregated Link 4 Ports
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根桥选举过程（续）
SWA BID=0.MACA
Root ID =0.MACA
SWB BID=8192.MACB
SWC BID=32768.MACC
Root ID =0.MACA
SWD BID=4096.MACD HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
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根桥选举过程（续）
SWA BID=0.MACA
SWA是根桥
SWA是根桥 我是根桥
SWB BID=8192.MACB
SWC BID=32768.MACC
我是根桥
SWD BID=4096.MACD
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目的MAC地址
00-0D-56-BF-88-10 00-0D-56-BF-88-10
目的端口
E0/2 E0/4
E0/2
E0/3 E0/4
错误目的端口
E0/5 E0/6
SWB
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什么是STP？
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桥和端口的角色

桥的角色：
根桥 指定桥
指定端口
SWA 根桥 指定端口 指定桥 SWA 根端口 指定端口 SWB 指定桥 SWB 根端口

端口角色：
根端口
指定端口
Alternate端口
Physical Segment E
Physical Segment B
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目录
STP介绍 STP基本概念 STP计算过程 STP端口状态 STP拓扑改变处理过程 STP协议的不足
双工状态
802.1D-1998
65535 100 100 100 100 19 19 19 19 4 4 4 4 2 2 2 2
802.1t
200,000,000 2,000,000 1,000,000 666,666 500,000 200,000 100,000 66,666 50,000 20,000 10,000 6,666 5,000 2,000 1,000 666 500
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根桥选举结果
SWA BID=0.MACA
SWA是根桥 SWA是根桥 我是根桥
SWB BID=8192.MACB
SWC BID=32768.MACC
SWA是根桥
SWD BID=4096.MACD
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根桥选举过程（续）
SWA BID=0.MACA
Root ID =8192.MACB
SWB BID=8192.MACB
SWC BID=32768.MACC
Root ID =32768.MACC
SWD BID=4096.MACD HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
网桥将各个端口收到的配臵BPDU和自己的配臵
BPDU做比较，得出优先级最高的配臵BPDU 网桥用优先级最高的配臵BPDU更新本身的配臵 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臵BPDU

配臵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
Alternate端口 SWC
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桥ID

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

桥优先级：高16位 (0~65535,默认32768) 优先级（16bit） = 4Bit 桥优先级 + 12Bit 扩展系统ID MAC地址：低48位
SWB BID=8192.MACB
1 Gig
SWC BID=32768.MACC
100M
Path Cost = 20
Path cost = 200
SWD BID=4096.MACD
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计算方法

配臵BPDU处理
1 SWA
目的MAC地址 00-0D-56-BF-88-10 00-0D-56-BF-88-20 ..... .....
目的端口 E0/2 E0/3 ..... .....
E0/2
E0/3 2 E0/5
3
E0/6 PCB
00-0D-56-BF-88-20
目的MAC地址 00-0D-56-BF-88-10 00-0D-56-BF-88-20 ..... .....
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配臵BPDU格式
DMA SMA L/T LLC Header
Payload

DMA:目的MAC地址
Parameters
Protocol ID Protocol Version ID BPDU Type Flags Root ID Root Path Cost Bridge ID Port ID Message Age Max Age Hello Time Forward Delay
Physical Segment D
ROOT
Physical Segment A
Physical Segment C
Physical Segment E
Physical Segment B

STP是二层网络中用于消除环路的协议

通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环

当前活动路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性
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根桥选举过程

寻找最小桥ID
我是根桥
SWA BID=0.MACA
我是根桥
我是根桥
SWB BID=8192.MACB
SWC BID=32768.MACC
我是根桥
SWD BID=4096.MACD
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目的端口 E0/5 E0/6 ..... .....
SWB
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Page4 Page 4
环路引起的问题之一 —— 广播风暴
广播 PCA 4 1 SWA
4
2
3
SWB
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Page5 Page 5
交换机学习MAC地址表回顾
PCA
00-0D-56-BF-88-10
1
SWA
目的MAC地址 00-0D-56-BF-88-10 ..... .....
目的端口 E0/2 ..... .....
E0/2
E0/3 2 E0/5 3 E0/6 PCB
00-0D-56-BF-88-20
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Page 1
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解STP消除环路的思想 掌握STP的基本概念 掌握STP计算过程 掌握STP的端口状态 掌握STP拓扑改变处理过程 了解STP的不足
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STP消除环路的思想

将网络拓扑修剪为树形

选择树根节点
确定最短路径 阻塞冗余链路
ROOT
Physical Segment D
Physical Segment C
Physical Segment A
Page 14
私有标准
200,000 2,000 1,800 1,600 1,400 200 180 160 140 20 18 16 14 2 1 1 1
100Mbps
1000Mbps
10Gbps
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配臵BPDU

网桥通过交互配臵BPDU获取STP计算所需 要的参数 配臵BPDU基于二层组播方式发送，目的地 址为01-80-C2-00-00-00


配臵BPDU由根桥周期发出，发送周期为 Hello Time。
配臵BPDU老化时间为Max Age。
Root SWA 配臵BPDU SWB 配臵BPDU SWC
桥ID
桥优先级
2字节
桥MAC地址
6字节
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路径开销（Path Cost）


路径开销用于衡量桥与桥之间路径的优劣
STP中每条链路都具有开销值 路径开销等于路径上全部链路开销之和
SWA
1Gig Cost 20 100M SWB
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STP介绍 STP基本概念 STP计算过程 STP端口状态 STP拓扑改变处理过程 STP协议的不足
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交换机转发流程回顾
PCA
00-0D-56-BF-88-10
STP
www.huawei.com
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引入
局域网中通常会存在冗余链路。需要一种方法阻塞冗 余链路，消除路径环路，并且在必要时将冗余链路自 动切换为转发状态，恢复网络的连通性。 生成树协议就可以实现这样的功能。生成树协议包括 STP、RSTP、MSTP等。 本章对STP的工作原理进行详细介绍。
目的MAC地址 00-0D-56-BF-88-10 ..... .....
目的端口 E0/5 ..... .....
SWB
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环路引起的问题之二 —— MAC地址表不稳定
PCA SWA
00-0D-56-BF-88-10
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计算步骤


任务一：选举根桥
任务二：确定端口角色
100M Path cost = 200
SWA BID=0.MACA
2 Gig 聚合
Path cost = 18
1 Gig Path Cost = 20