【计算机网络】最全生成树STP详解

生成树又叫CST   spanning tree protocol

目录

交换机原理：

生成树存在的原因：

STP中交换机的角色：

STP中端口的角色：

STP的接口状态：

根网桥选举原则：

根端口的选举原则：

指定端口的选举原则：

STP重收敛过程慢：

根网桥发生故障：（故障恢复过程）

直连链路故障：

拓扑改变导致MAC地址表错误：

STP生成树的过程

STP端口状态迁移：

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HUB工作原理：复制和放大

交换机原理：

基于源MAC地址学习；基于目的MAC地址转发；收到的是一个广播帧或者未知的单播帧除源端口以外所有端口转发；一个MAC地址被多个接口学习到选择最新的。

生成树存在的原因：

冗余解决了单点故障，但是引入冗余性的同时也引入了二层环路（有闭环存在）---->有顺时针环路+逆时针环路，也叫广播风暴，有的交换机性能差会直接死机（好一点的可能是指示灯爆闪），还会出现多帧复制，以及MAC地址表不稳定（三层环路起码有ttl）；

解决二层环路：手动解决闭环问题（拔掉网线）、生成树

STP中交换机的角色：

根网桥、非根网桥（交换机的前身是网桥，交换机是硬件转发，网桥是软件转发，网桥端口密度小，交换机端口密度大）

STP中端口的角色：

根端口-RP（每台非根桥上有且仅有一个根端口）；

指定端口-DP（在每条链路上有且仅有一个指定端口，有几根线就有几个DP，作用是发送配置的BPDU，指定端口是在每一条链路上面进行选举的）；

阻塞端口-blocking；

STP的接口状态：

1、禁用（disable）：该接口不能收发BPDU，也不能收发业务数据帧，例如接口为DOWN

2、阻塞（blocking）：该接口被STP阻塞，处于阻塞状态的接口也不能发送BPDU，但是会持续侦听BPDU，而且不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习

3、侦听（listening）：STP初步认定该接口为根端口或指定端口，但接口依然会处于STP计算的过程中，此时接口可以收发BPDU，但是不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习

4、学习（learning）：会侦听业务数据帧（但是不能转发业务数据帧），并且在收到业务数据帧后进行MAC地址学习。

5、转发（forwarding）：处于该状态的接口可以正常收发业务数据帧，也会进行BPDU处理，接口的角色需要是根接口或指定接口才能进入转发状态。

根网桥选举原则：

1、比较桥优先级，越小越优，默认为32768；桥优先级相同，比较MAC地址，越小越优；

2、Bridge id = priority (32768) + MAC