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STP(生成树)的角色选举
根网桥
根端口
选举规则:
指定端口
生成树的端口状态
STP的接口状态:禁用、阻塞、侦听、学习、转发 五种状态
禁用状态
阻塞状态
侦听状态
学习状态
转发状态
当生成树拓扑结构发生变化
A:根桥故障
B:直连链路故障(根桥直连链路故障)
C:非直连链路故障
STP(生成树)的角色选举
1.根网桥(Root Bridge)
2.根端口(Root Port)
作用:接受配置BPDU的端口
3.指定端口( Designated Port)
作用:发送或者转发配置的BPDU的端口
4.非指定端口(Normal Designated Port)
根网桥
选举规则:Bridge ID --- 网桥ID : 前16位是判断优先级的,后48位是为设备的MAC地址(会选择交换机MAC地址最小的作为B ID)
16位网桥优先级 范围: 0 - 65535 实际取值:0 - 61440 只用了前四位二进制 1111000000000000 后面12位在 MSTP 中使用 考虑到VLAN (12位二进制)
比较BID ,数值越小,优先级越高,越容易成为树根,其默认值为32768 ,其修改只能加减4096;若优先级相同比较MAC地址,选择MAC地址最小的作为根网桥。
根端口
华为默认采用IEEE组织的 802.1t 标准方法 ,而右侧华为计算方法,可以说是私有的方法。
修改交换机端口开销计算公示
选举规则:
1.选择端口收到的配置BPDU中 RPC 值最小的 ,越小越优。
2.如果 RPC 值相同,则选择对端设备发送的配置的BPDU中携带的BID,越小越优。
3.会比较对端设备传递的配置BPDU中的PID,越小越优。
PID : 16位二进制 前四位是端口的优先级 后12位是端口的编号
取值范围: 0 - 240 默认是128 初始值 0 ,若要修改上下加减 16 ,端口优先级数值以16作为步调。
4.比较本设备端口的PID,越小越优。
指定端口
1.接口发出的配置BPDU中携带的RPC,越小越优。
2.比较本设备的BID,越小越优。
3.比较本设备的PID,越小优优。
4.如果从一个端口收到相同的PID的配置BPDU,则直接阻塞该端口。 ---- 集线器运行不了生成树协议
选举顺序:先选举根网桥,然后选择根端口、指定端口和非指定端口。
根端口 ---- 指定端口 ,指定端口 --- 非指定端口
STP选举 练习:
第一个拓扑图:
根据刚刚所讲的选举规则,SW1 为根网桥,SW2的g0/0/1、SW3的g0/0/01和SW4的g0/0/1为根端口,与其相对的为指定端口,SW2的g0/0/2、g0/0/03为指定端口,与其相对的为非指定端口。
第二个拓扑图:
直线型拓扑图,直接SW5为根网桥,SW6的g0/0/1和SW7的g0/0/1为根端口,与其相对的为指定端口。
第三个拓扑图:
这种拓扑图是我们生活中常见的拓扑,具备了线路冗余、网关冗余的技术,线路稍微有点复杂。
但还是从根网桥设备入手,SW8 为根网桥,其次判断根端口,正常来说与其相连的是根端口,,当然此图也不例外,SW9的g0/0/1、SW10的g0/0/1、SW11的g0/0/1、SW12的g0/0/1、SW13的g0/0/1为根端口,与其对端的是指定端口,SW9的g0/0/3、g0/0/4 SW10的g0/0/3、g0/0/4 SW11的g0/0/3、g0/0/4 为指端端口,与其相对应的是非指定端口。
生成树的端口状态
STP的接口状态:禁用、阻塞、侦听、学习、转发 五种状态
[huawei]stp enable --- 开启生成树
[huawei]undo stp enable --- 关闭生成树
[hauwei-g0/0/0]undo stp enable --- 关闭接口的生成树
禁用状态
当没有开启生成树,端口不会参与生成树的选举。
阻塞状态
这个是生成树角色进入的第一个状态,如果 20 S 内都没有接受到配置的 BPDU 则会进入到下一个状态 --- 侦听状态
侦听状态
在进行生成树角色的选举,这个状态下端口只能收发配置BPDU而不能进行转发业务流量。防止交换网络中存在临时环路。等待 15S ,如果在这个过程中,有端口被选为非指定端口,则该端口直接进入到阻塞状态。
15S 后进入到下一个状态 --- 阻塞 / 学习状态
学习状态
在进行MAC地址表的记录,减少洪范流量的转发。等待15S后进入到下一个状态 --- 转发状态
转发状态
正常收发业务数据帧,正常进行处理数据帧,处理BPDU。 前提是 根端口 或者是 指定端口。
当生成树拓扑结构发生变化
A:根桥故障
当根桥设备发生故障,需要经历阻塞-侦听-学习的 50S 周期进行角色的重新选举
B:直连链路故障(根桥直连链路故障)
直连链路故障,也可以称为 根桥直连链路故障,即设备感知到自身跟接口的故障,但是有其他接口可以收到配置的BPDU,则直接进入侦听状态,15S侦听、15S学习,重新选举根接口,总共需要 30 S的时间
C:非直连链路故障
故障恢复需要50S
等待 20s 老化时间(Message age)到了之后,SW3意识到出现故障,于是重新进行选举。
配置 BPDU 完成其余的工作 ,TCN-BPDU只负责通知拓扑变化刷新老化时间。