STP协议

文章介绍了早期交换机的发展,重点讲解了桥的MAC地址、桥ID(由优先级和MAC地址组成)、以及在运行STP协议的交换机中,根桥选举、端口角色(根、RP、DP)和避免环路的机制。

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桥:早期交换机一般只有二个转发端口,所以那个时候的交换机常常被称为“网桥”,后来“桥”这个术语一直沿用至今,但并不是指只有二个转发端口的交换机了,而是泛指任意多端口的交换机,目前“桥”和“交换机”这二个术语是可以混用的。

桥的MAC地址:一个桥有多个转发端口,每个端口都有一个MAC地址,把端口编号最小的那个端口的MAC地址作为整个桥的MAC地址。

桥ID(BID):桥ID=桥优先级+桥的MAC地址(端口编号最小的MAc地址);

其中桥优先级的值可以人为设定,默认0x8000(相当于十进制32768),取值范围是0~65535.

端口ID(PID):端口ID=端口优先级+端口编号;

端口优先级的值是可以人为设定的。不同厂商的设备对于二部分所占用的字节数可能有所不同 。
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前提:运行stp协议的交换机

选举顺序:

1根桥:比较优先级;MAC地址

2.RP(每台非根交换机有且只有一个)

3.DP(每段二层交换机相连链路上有且仅有一个)

选举四要素:(交换机的每个端口均参与选举)

1根桥id

2根路径开销(参与选举的端口,经过的最短的,最少的交换机数量,BPDU是由交换机发出来的,必须经过交换机。)

3发送者桥id(交换机的桥id)

4端口id

 

全端口forwarding状态会造成环路;让其他端口先堵掉,在进入转发状态

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收敛从根桥ROOT开始

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 根桥的端口是DP口,然后就发送自己的BPDU

<think>好的,我现在需要帮助用户了解生成树协议STP)的相关信息,特别是网络配置和工作原理。首先,我要回顾一下已有的引用内容,确保回答准确。 据引用[1],STP是数据链路层协议,用于防止二层网络中的环路。引用[2]提到STP收敛速度较慢,适用于防止环路,但所有VLAN共享同一生成树,可能不适合大型网络。引用[3]则详细介绍了STP的基本概念,如、路径开销、端口角色和状态等。 用户的问题集中在STP的网络配置和工作原理上,所以需要分两部分回答。首先,工作原理部分需要解释STP如何选举、计算最优路径、阻塞冗余链路,以及收敛过程。然后,网络配置部分可能需要举例说明如何在设备上启用STP,设置优先级,调整计时器等。 需要注意的是,必须使用中文,并且遵循格式要求,如行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。同时,生成相关问题,并在回答中正确引用。 现在开始组织内容: 1. STP简介:防止环路,确保无环拓扑。 2. 工作原理:选举、路径开销计算、端口角色(端口、指定端口、阻塞端口)、端口状态(阻塞、侦听、学习、转发)。 3. 网络配置示例:启用STP,设置优先级,调整计时器参数。 4. 引用文献标注。 5. 生成相关问题,如优化方法、与RSTP的区别、应用场景等。 需要确保每个引用在回答中正确标注,比如提到收敛速度时引用[2],提到端口状态时引用[3]。 最后检查是否符合所有系统级指令,特别是LaTeX格式和引用标识的位置。</think>### 生成树协议STP)详解 #### 1. STP协议简介 生成树协议(Spanning Tree Protocol, STP)是数据链路层协议,用于消除以太网中的环路并构建无环拓扑[^1]。通过阻塞冗余链路,STP确保数据帧在网络中沿唯一路径传输,同时提供链路冗余能力。 #### 2. STP工作原理 **(1)选举** 所有交换机通过交换BPDU(协议数据单元),选举唯一的(Root Bridge)。选举依据为ID(由优先级和MAC地址组成),值最小的设备成为。 $$ \text{ID} = \text{优先级}(16位) + \text{MAC地址}(48位) $$ **(2)路径开销计算** 非通过计算到的最短路径开销(基于链路带宽),确定最优路径。例如: - 10 Gbps链路开销为$2$ - 1 Gbps链路开销为$4$ **(3)端口角色** - **端口(Root Port)**:每台非上离最近的端口。 - **指定端口(Designated Port)**:每条链路上离最近的端口,负责转发数据。 - **阻塞端口(Blocking Port)**:冗余链路中被阻塞的端口,防止环路[^3]。 **(4)端口状态** STP通过以下状态逐步收敛网络: 1. **阻塞(Blocking)**:不转发数据,仅接收BPDU。 2. **侦听(Listening)**:参与生成树计算,开始学习拓扑。 3. **学习(Learning)**:学习MAC地址表,但不转发数据。 4. **转发(Forwarding)**:正常转发数据帧[^3]。 **(5)收敛过程** STP收敛时间较长(默认30-50秒),依赖计时器: - **Hello Time**:2秒(BPDU发送间隔) - **Forward Delay**:15秒(侦听和学习状态的持续时间)[^2] #### 3. STP网络配置示例 以华为交换机为例: ```bash # 启用STP协议 [Huawei] stp enable # 设置优先级(值越小优先级越高) [Huawei] stp priority 0 # 调整Forward Delay时间 [Huawei] stp timer forward-delay 1500 # 单位:厘秒(15秒) ``` #### 4. STP的局限性 - **收敛速度慢**:默认配置下需30秒以上,可能引发临时通信中断。 - **单一生成树**:所有VLAN共享同一拓扑,无法实现负载均衡。 --- ###
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