stp协议_spanning tree 的角色类型

stp发展

一、stp（spanning tree protocol）生成树协议

1、功能：

1）二层链路防环

2）冗余

3）最优路径

2、角色：

1）交换机角色

root交换机：通过BID比较出来最小的，有且只有一个

non root非根交换机

2）端口角色

指定端口：designated port（DP），两台设备之间去比较出来

数据：收发

管理：发BPDU

DP----连接----RP    DP----连接-----阻塞端口

根端口：root port（RP），同一台设备比较出来去往根最优的端口

数据：收发

管理：收BPDU

RP----连接----DP

既不是根端口，又不是指定端口

数据：不转发（被阻塞）

管理：收BPDU

3、stp端口状态：

disable：没有插线

blocking：阻塞，不转发数据，也不发送bpdu，立即进入listening

listening：侦听，不转发数据，发送bpdu，stp角色选举，一个forward-delay进入learning

learning：学习，不转发数据，学习源mac地址，构建mac地址表，一个forward-delay进入forwarding

forwarding：转发：转发数据，根据不同端口角色发送、接收bpdu

4、STP BPDU格式

配置BPDU和拓扑变更BPDU

1）root identifier（8字节）：

根的BID

2）root path cost：（4字节）

根路径开销，到根最优路径开销，计算入向接口cost累加

支持协议

Pathcost-standard

802.1d-1998---802.1d cost计算标准

Dot1t----802.1T

Lagcy----华为私有计算方法

默认协议：802.1t

千兆以太网cost：20000

3）bridge identifier（8字节）

发送者的BID

priority：2字节  默认32768

问题：在不同的网络中，混为一谈，生成树计算就乱套了

分段使用：

4bit：priority（因此只能是4096的倍数）

12bit：extended system-id扩展系统id，用这一段可以标识MSTP中的不同实例

Mac地址：6字节

4）port identifier（2字节）

4bit ：priority，默认 128

12bit：port-id，端口号

==================角色选择比较========================

5）max age

老化时间，默认20s

6）hello time

发送BPDU时间间隔，刷新老化时间，默认2s

7）forward delay

默认15s

=====================时间==========================

5、选路原则

1）在交换网络中选举一个根

2）在非根交换机上选举一个根端口---交换机内部比较

3）在每条链路上选举一个指定端口---交换机之间比较

4）既不是根端口又不是指定端口被阻塞

过程：

1）优先RID小的，相同去2----选出DP

2）优先RPC小的，相同去3----选出RP

3）优先BID小的，相同去4----选出DP/RP/阻塞端口

4）优先port id小，相同去5

看对方的port id而不是看自己接口的

5）优先本地port id小的

这时计算出来的port id也相同，就要比较本地的port id，优选小的

示例：

6、配置层面

1）修改根

可以通过修改优先级，指定交换机成为根交换机

stp priority xxx

优点：效率高

缺点：全局设定，根很有可能遭受冲击

解决方法：

设置根保护  stp root-protection

上述方法选举根的方法，虽然可以将根交换机指定，但是仍然存在：

如果根交换机down，其他交换机随机选举新的根交换机的情况

解决方法：

设置主根和备份根，主根down后，备份根成为主根

stp root primary

stp root secondary

2）修改链路

可以通过修改RPC和PID中的priority字段，从而指定端口的类别

如果要求配置在根交换机上-----接口模式下修改PID的优先级

stp port priority xxx

如果要求配置在非根交换机上----接口模式下修改cost值

stp cost xxx

3）修改时间

通过修改根上的时间计时器达到修改切换延时的目的

Stp timer hello/age/forward-delay-----单位是厘秒， 20秒=2000厘秒

计时器时间越小

影响：切换更快，不稳定

计时器时间越大

影响：切换慢，稳定

通过修改根上的stp 直径diameter，达到修改切换延时的目的，stp 认为交换机从边界到另一个边界，最多是7层

Age=20秒

7层*2=14秒（默认7层，依据非根交换机只能转发bpdu，而不能产生bpdu）

2秒*3=6秒（冗余）

Stp bridge-diameter [2-7]

当sw2的21口down，sw2的22口切换时间

1）国际标准：切换 50秒

Sw3 g0/0/21down了，SW3变成 “伪根”，发送次级bpdu，对方SW2 本来存最优bdpu进行老化 20秒

Sw2 g0/0/22口 bpdu老化，进入listening，发送最优bdpu 阻塞端口变成dp，listening 15 ，learning 15

Sw3 g0/0/22输了，存最优bpdu，dp---> RP

2）华为私有：切换30秒

Sw3 g0/0/21down了，SW3变成“伪根”，发送次级bpdu，对方SW2 收到次级bpdu，立即老化，发送bpdu，进入listening15 ，learning 15，forwarding

7、TCM: topology change mechanism 拓扑变更机制

TCN---bpdu类型，stp 拓扑发生变化

TCA---配置bpdu flag置位，表示上游收到TCN，不需要再向上发送TCN

TC-----根的配置bpdu中flag置位，交换机收到配置bpduTC=1，那么就刷新自己的mac地址表===加快收敛

拓扑发生变更，mac地址表还没有同步收敛，由发生变更处交换机向上游设备发送TCN，上游设备在收到TCN后回复TCA报文，如果下游没有收到TCA报文将会重复发送，直到收到TCA报文，只有DP端口会处理TCN报文

上游DP收到后，重复动作向根发送TCN报文

当根收到TCN报文后，发送TC报文，其他交换机会进行转发，收到TC报文的交换机立即刷新自己的Mac地址表，Mac地址表老化时间默认是五分钟，达到快速收敛的目的