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生成树协议(STP)  

2009-12-23 15:33:31|  分类: CISCO网络 |  标签: |举报 |字号 订阅

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生成树协议(STP)是由数字设备公司(DEC)开发的,后被收购并更名为Compaq。IEEE后来开发了自己的STP版本,802.1D。Cisco交换机运行的就是此版本的STP,但与DEC版本不兼容,后来Cisco使用了802.1w。

STP的主要任务是在第二层网络上阻止网络环路的产生。

STP采用生成树算法(STA),先创建一个拜年数据库,然后搜索破坏冗余的链路。交换机上运行了STP算法以后,帧就只能被转发到保险的由STP挑选出来的链路上。

STP是第二层协议。

 根桥(Root bridge):根桥是桥ID最低的网桥。对于STP来说,关键是为网络中所有的交换机选择一个根桥,并让根桥成为网络的焦点为。在网络中,所有其它的动作->端口模式的改变(阻塞/转发),都是由根桥做出选择的。

BPDU(桥协议数据单元):所有的交换机相互之间都要进行信息交换,并利用这些信息来选出根交换机,也根据这些信息来进行网络的后续配置。每台交换机都对BPDU中的参数进行比较,并将BPDU传送给某个邻居,并在其中放入它们从其它邻居那里收到的BPDU。每2秒发送一次。

桥ID(Bridge ID):STP利用桥ID来跟踪网络中的所有交换机。桥ID是由桥优先级和MAC地址的组合来决定的。在网络中,桥ID最小的网桥则为根桥。

非根桥(Nonroot bridge):在网络中,除了根桥以外,其它所有的网桥都是非根桥。它们之间相互交换BPDU,并在所有交换机上更新STP拓扑数据库,以防止环路并对链路失效采取补救措施。

端口开销(Port cost):当两台交换机之间有多条链路且都不是根端口时,就根据端口开销来决定最佳路径,链路的开销取决于链路的带宽。

根端口(Root prot):根端口是指直接连到根桥的链路所在的端口,或者到根桥的路径最短的端口。如果有多条链路连到根桥,就通过检查每条链路的带宽来决定端口的开销,开销最低的端口就成为根端口。如果多条链路的开销相同,就使用桥ID最小的那个桥。如果多条链路来自同一台设备,则使用端口号最低的那条链路。

指定端口(Designated port):最低开销的端口是指定端口,此端口被标记为转发端口。

非指定端口(Nondesignated port):开销比指定端口高的端口都是非指定端口,这类端口被标记为阻塞状态,不能转发数据。

转发端口(Forwarding port):能够转发帧的端口。

阻塞端口(Blocked port):不能转发帧的端口。防止环路产生。被阻塞的端口不能转发帧,但能接收帧,包括BPDU。

桥ID为8个字节长,包括优先级和MAC。默认为32768。

改变交换机的优先级,使其成为根桥。SW(config)#spanning-tree vlan vlan-id priority priority-value

 优先级值为0表示总为根桥。优先级值是以4096递增的。

 生成树端口的状态

阻塞(Blocking)->侦听(Listening)->学习(Learning)->转发(Forwarding)->禁用(Disabled)

阻塞(Blocking):被阻塞的端口不能转发帧,但它只监听BPDU。当交换机加电时,情况下所有的端口都处于阻塞状态。

 侦听(Listening):所有的端口都侦听BPDU,以确信在传送数据帧之前,网络上没有环路。处于侦听状态的端口,在没有形成MAC地址表时,就开始准备转发数据帧。

学习(Learning): 交换机端口侦听BPDU,并学习交换式网络中的所有路径。处于学习状态的端口形成了MAC地址表,但不能转发数据帧。转发延迟是将端口从侦听状态转换到学习状态所花费的时间,默认是15秒。

转发(Forwarding): 处于转发状态的端口发送并接收所有的数据帧。若端口在学习状态结束时,仍然是指定端口或根端口,则进入转发状态。

禁用(Disabled): 处于禁用状态的端口不能参与帧的转发或形成STP。此状态下,端口是不工作的。

只有在学习或转发状态下的交换机才填写MAC地址表。

如果网络拓扑改变,则交换机上的端口就会处于侦听或学习状态。

收敛:当网桥或交换机上的所有端口都转变到转发或阻塞状态时,就产生了收敛。在收敛完成之前,交换机不能转发任何数据。收敛确保所有的设备拥有同样的数据库。

在交换机端口上,生成树拓扑从阻塞到转发状态典型的收敛时间是50秒。

在不产生交换环路的交换机上使用快速端口(PortFast)。当STP收敛时,端口不会花费50秒才进入转发状态。

SW(config-if)#spanning-tree portfast

生成树上行链路快速是CISCO产品特有的特性。可缩小启用备份链路的时间

SW(config)#spanning-tree uplinkfast

生成树主干快速:在本地交换机上,UplinkFast用来确定并快速修复链路失效。当某条链路没有直连到失效的交换机时,可以使用BackboneFast加速收敛。可以在所有的交换机上启用,可以节省时间20秒。

SW(config)#spanning-tree backbonefast

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

 

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