stp樹生成過程4步?一、基礎 STP（spanning tree protocol）生成樹協議，用于消除數據鍊路層環路的協議，僅在網絡中存在冗餘鍊路或者存在環形網絡結構（封閉的物理環路）時才采用，我來為大家講解一下關于stp樹生成過程4步?跟着小編一起來看一看吧!

stp樹生成過程4步

一、基礎

STP（spanning tree protocol）生成樹協議，用于消除數據鍊路層環路的協議，僅在網絡中存在冗餘鍊路或者存在環形網絡結構（封閉的物理環路）時才采用。

通常在網絡中關鍵設備使用冗餘鍊路、多條等價鍊路、接入環網等時采用。生成樹在保證冗餘鍊路的同時，又可确保不會出現二層環路。

運行生成樹協議的設備彼此交換信息發現網絡中的環路，并有選擇的對某個端口進行阻塞，最終将環形網絡結構修剪成樹形網絡結構，防止報文在網絡中不斷循環；在網絡發生故障時，生成樹能快速發現故障并盡快找出另一條路徑進行數據傳輸。

如果在環形網絡中不啟用生成樹協議會産生：1、廣播風暴導緻網絡不可用；2、MAC地址表震蕩導緻MAC地址表項被破壞。

二、基本概念

1、根橋

全網中隻有一個，具有最小橋ID（BID）的橋（可以當作一台交換機來看待），其他的統稱為非根橋。根橋（root bridge RB）是整個網絡邏輯中心，一般将環網中性能最好的設備設置為根橋。網絡收斂後，根橋間隔一定時間向外發送配置BPDU。

2、兩種度量

1、ID

ID有BID(bridge ID，橋ID)和PID(port ID，端口ID)之分

BID：

BID決定哪台交換機成為網絡中的根橋，在STP中規定BID最小的交換機被選舉為根橋。

BID由高16位橋優先級（bridge priority）和低48位橋背闆MAC地址組成，是一個用戶可以設定的參數，設定的值越小，越能成為根橋。各交換機隻有橋優先級相同時才比較背闆MAC。

PID:

用于在有些情況下選擇指定端口。

在選擇指定端口時，隻有在端口的根路徑開銷和發送BPDU交換機的BID都相同的情況下才會比較端口PID，PID小者為指定端口。

2、路徑開銷

由端口的鍊路速率決定（聚合鍊路為UP成員速率之和），stp選擇保留帶寬最大的鍊路，阻塞多餘的速率小的鍊路，以便剪成無環網絡。在理解STP時一定要理解成一個阻斷的環。

在一個運行stp協議的交換網絡中，某端口到根橋累計的路徑開銷就是所經過的各個橋上的各端口的路徑開銷累加值，這個值叫做根路徑開銷（root path cost）。根橋上所有端口的根路徑開銷、以及同交換機上不同端口間的路徑開銷值均為0。

3、三個選舉要素

1、根橋（root bridge RB）：

BID最小的設備；每個STP網絡中僅有一個。

同一交換機上隻能配置為根橋或備份根橋，不能同時配置；在配置STP、RSTP中，建議手動配置根橋和備份根橋。在一棵生成樹中，當橋優先級相同時MAC最小的将成為根橋；一棵生成樹中可配置多個備份根橋，當根橋故障時，

備份根橋中MAC最小的将成為根橋。

在配置根橋時，一般選擇性能高的設備作為根橋，而性能高的設備不一定優先級高，所以要配置性能高的設備優先級最高（數值最小）。

2、根端口（root port RP）：

負責向根橋方向轉發數據，是非根橋交換機離根橋交換機最近的端口，即當前橋（可以當成一台交換機設備）設備上去往根路徑開銷（root pathcost RPC）最小的端口。

在一個stp網絡中，根端口隻有一個，且根橋上沒有根端口。

當多個端口根路徑開銷相同時，先比較指定橋(見後面)ID（最小的會成為根端口），指定橋ID相同則比較指定橋上的端口ID（port ID最小的成為根端口）。

端口路徑開銷由路徑開銷計算方法決定；當确定路徑開銷方法後，端口的速率越大，其開銷值越小（越能成為根端口）。

默認端口速率與端口開銷值

3、指定端口（designated port）

指定端口與指定橋息息相關，但不是一一對應，具體如下：

指定端口與根端口相對，也可理解為與下遊設備最近，唯一可以接收下遊設備數據的端口。根橋上的所有端口都是指定端口（除根橋有環路）。

對于一台設備：

與本設備直接相連且向本設備直接轉發配置消息的其它設備就是指定橋，指定橋中向本設備轉發配置消息的端口就是指定端口。

對于一個局域網：

向本網段轉發配置消息的設備就是指定橋，指定橋上向本網段轉發配置消息的端口時指定端口。

端口優先級默認為128，當優先級越大（數值越小）越容易選舉為指定端口；在選擇指定端口時，兩個端口的根路徑開銷和發送BPDU交換機的BID相同時，PID小的端口為指定端口。

一旦根橋、根端口、指定端口選舉成功，則整個網絡樹形拓撲建立完成，在拓撲穩定後，隻有根端口與指定端口轉發流量，其他非根、非指定端口處于阻塞（blocking）狀态。

4、四個比較原則

1、最小BID：

用來選舉根橋。

Bid中橋優先級（數值越小）最高将成為根橋，橋優先級相同則比較MAC地址，MAC地址最小的成為根橋。

2、根路徑開銷：

用來選舉根端口。

當前設備到達根橋設備總路徑開銷值最小的端口選為根端口。

3、最小發送者BID：

用來在非根橋之間選舉指定橋和根端口。

如果兩個以上根路徑開銷相等，則選擇對方發送BPDU中BID最小的那個作為自己的指定橋，接收該BPDU的端口作為自己的根端口

4、最小PID：

用來選舉指定端口。

在根路徑開銷相同的情況下，阻塞PID值最大的端口，PID值最小的成為指定端口。

5、五種狀态

1、Forwarding（轉發狀态）：

隻有根端口或指定端口才能進入轉發狀态（轉發用戶流量和BPDU報文）。

2、Learning （學習狀态）：

根據收到的用戶流量創建MAC地址表，不轉發流量，是一種過渡狀态，是為了防止臨時二層環路。

3、listening （監聽狀态）：

正在确定端口角色，選出根橋、根端口、指定端口。

4、Blocking （阻塞狀态）：

此時端口僅接收并處理BPDU報文，不轉發用戶流量。

5、Disabled （禁用狀态）：

此時端口不能轉發BPDU報文，也不用轉發流量。

4、STP的三個定時器

1、Hello time（hello定時器）：

發送配置BPDU的時間間隔。主要是确認鍊路是否存在故障。

當網絡拓撲穩定後，該定時器的修改隻有在根橋修改後才會生效。根橋會在發出的BPDU報文中填充适當的字段向其它非跟前通知定時器修改的信息。

2、forward delay（轉發延時）：

設備進行狀态變更的延遲時間，即端口處于listening和learning狀态各自持續時間（默認各自15S）。當出現鍊路

故障後，新選舉出的根端口和指定端口要等待2倍的forward delay後才進入轉發狀态，以避免環路的産生。

3、Max age（最大生存時間）：

指端口BPDU報文老化時間。可在根橋上設置。

在stp網絡中非根橋設備收到配置BPDU報文後，會對報文中的message age （消息生存時間）和max age 進行

比較：如果message age 小于max age，則非根橋設備繼續轉發BPDU報文；如果message age大于max age，則BPDU

報文老化，非根橋設備認為網絡直徑過大，直接丢棄該BPDU，導緻根橋連接失敗。

實際實現中，配置BPDU報文每經過一個橋，message age 增加1。

5、STP BPDU報文

STP采用的是BPDU（bridge protocol data unit 橋協議數據單元）類型報文，也稱配置消息。Stp通過在設備之間傳

遞BPDU來确定最終修剪完成的網絡拓撲結構。

STP BPDU報文分為兩大類：

1、配置BPDU（configuration BPDU）：

是一種心跳報文：就是定時發送一個自定義的結構體（心跳包或心跳幀），讓對方知道自己“在線”。以确保鍊接的有效性。

用來進行生成樹計算和維護生成樹拓撲的報文。當網絡拓撲穩穩定後隻有根橋發送配置BPDU報文，其它橋在收到上遊傳來的配置BPDU後才觸發發送自己的配置BPDU

2、TCN BPDU（topology change notification BPDU 拓撲變化通知BPDU）：

當拓撲結構發生變化時，下遊設備用來通知上遊設備網絡拓撲結構發生變化的報文。

BPDU優先級：

當同一橋收到不同配置的BPDU時，優先級高的BPDU将被采用，其他的被丢棄。

6、STP 的不足

網絡收斂慢：

任何端口從阻塞到轉發狀态至少需要兩倍轉發延時（30S以上）；沒有細分端口狀态和端口角色，端口之間最本質

的區别并不在于端口狀态，而在于端口扮演的角色；

STP采用被動算法，依賴定時器；

拓撲穩定後，隻有根橋發送BPDU報文，其他橋隻有被動轉發，直到傳遍整個網絡。

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