超详细的--STP理论

原创

于 2021-11-07 16:58:23 发布 · 3.9k 阅读

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#网络工程 #STP #HCIA #交换机

生成树协议（STP）是为了解决交换网络中冗余链路造成的环路问题，通过阻断部分链路形成无环路的树形结构。本文详细介绍了STP的工作原理，包括根桥选举、端口角色分配、BPDU数据包的作用以及端口状态转换。STP通过配置BPDU和拓扑变更通告BPDU维护网络稳定性，并在链路故障时启用备份链路，确保网络连通性。

前言

为了提高网络可靠性，交换网络中通常会使用冗余链路，然而，冗余链路会给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树STP（Spanning Tree Protocol ) 可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。

二层网络设计需求和问题：

为了提高可靠性，交换机之间会通过多条链路相连，从而避免单点故障
但同时会带来一些灾难性的环路问题。

环路问题：

广播风暴

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

MAC地址表产生震荡

在这里插入图片描述

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在广播风暴的同时，MAC地址表也一直在变换，

如下图的信息提示，MAC地址对应的接口发生了震荡，从2口变到了1口。

在这里插入图片描述

STP

STP: Spanning Tree Protocol, 生成树协议，提供两大功能：

消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路，就可以消除刚刚上面碰到的问题
链路备份：当活动路径发生故障时，激活备份链路，及时恢复网络连通性。

在这里插入图片描述

STP 操作

：通过构造一棵树来消除网络中的环路。（ STP发明于80年代，那时候的网桥就是现在的交换机）

在这里插入图片描述

STP选举

STP选举是以各自发送BPDU数据包中的字段来相互比较来决定谁是根桥。

在这里插入图片描述

BPDU：Bridge Protocol Data Unit – 桥协议数据单元（STP工作协议）

使用组播： 01-80-C2-00-00-00 （可以记忆一下，面试小细节）
BPDU包含桥ID，路径开销，端口ID，计时器等参数。

BPDU类型：

配置BPDU:

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