网络工程师笔记-3 STP/RSTP/MSTP技术

目录

1.什么是STP技术

1.1.STP选举过程及规则

1.2.STP的端口状态

1.3.抓包分析

2.什么是RSTP技术

2.1RSTP选举选举过程及规则

2.2RSTP的三个快速收敛机制

2.3抓包分析

3.什么是MSTP技术

3.1抓包分析

4.总结

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1.什么是STP技术

STP（Spanning Tree Protocol）即生成树协议，是一种用于构造无环路拓扑结构进行工作的网络协议。它的主要思想是当网络中存在备份链路时，只允许主链路结合，当主链路因故障而被断开后，备用链路才会开启。同时，它还能实现链路备份和路径最优化。

STP 协议中定义了桥协议数据单元（BPDU）、桥 ID、端口 ID 和路径成本（Path Cost）等概念，以及根交换机（Root Bridge）、根端口（RootPort）、指定端口（Designated Port）等端口角色。其目的在于通过构造一个自然树的方法达到阻塞冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。

1.1.STP选举过程及规则

如下依次选举

1）选举根交换机（Root Bridge）规则：比较桥 ID（由16位的桥优先级（Bridge Priority）和48位的MAC地址构成）大小，越小越优先。总结：选举根桥：优先级>MAC地址

2）选举根端口（RootPort）规则：先比较路径成本（Path Cost）如果相同，再比较端口 ID（由48位的MAC地址和端口号构成）大小，越小越优先。总结：选举根端口：开销>MAC地址>端口号

3）选举定端口（Designated Port）规则：先比较路径成本（Path Cost）如果相同，再比较端口 ID（由48位的MAC地址和端口号构成）大小，越小越优先。总结：选举指定端口：开销>MAC地址>端口号

如图所示，根据上述STP选举规则

1）LSW2为根桥，GigabitEthernet0/0/1~3口都是指定端口

2）LSW1的Gi 0/0/1为根端口，Gi 0/0/3为阻塞端口

3）LSW3的Gi 0/0/2为根端口，Gi 0/0/3~4为指定端口

4）LSW4的Gi 0/0/3为根端口，Gi 0/0/4为阻塞端口；并作为与LSW5的根桥，Gi 0/0/1~2为指定端口

5）LSW5的Gi 0/0/1为根端口，Gi 0/0/2为阻塞端口

1.2.STP的端口状态

1、Disabled禁用状态：端口既不处理和转发BPDU报文，也不转发用户流量。端口会在这种状态下停留10秒钟时间。

2、Blocking/Discarding阻塞状态：端口仅仅能接收并处理BPDU，不能转发BPDU，也不能转发用户流量。此状态是预备端口的最终状态。在默认情况下，端口会在这种状态下停留20秒钟时间。

3、Listening侦听状态：可以转发BPDU报文，但不能转发用户流量。在默认情况下，该端口会在这种状态下停留15秒钟。

4、Learning学习状态：端口处于学习状态，可根据收到的用户流量构建MAC地址表，但不转发用户流量。在默认情况下，端口会在这种状态下停留15秒钟。

5、Forwarding转发状态：本接口状态可以处理业务数据帧，也可以进行BPDU的处理，只有根端口或者指定端口才可以是转发状态。

注：从阻塞状态切换到转发状态，需要经过侦听状态的15秒然后经过学习状态的15秒，也就是需要30秒的恢复时间

1.3.抓包分析

如图所示，解释如下

Spanning Tree Protocol
    Protocol Identifier: Spanning Tree Protocol (0x0000) --> 协议标识符：生成树协议（0x0000）
    Protocol Version