stp生成树协议

生成树协议2011-8实习工作总结学习了二三层转发测试仪的基本使用基础模块的测试STPRIP802.1X输出文档STPRIP802.1XVLANARPLAGSTP产生背景IEEE802.1dSTP都做了些什么1.STP在二层交换网络中选择一个根桥作为全部二层交换网络的逻辑中心（RootBridge）。2.STP为全网中每一个参与STP运算的交换机计算到达根桥的最短距离（PathCost)。3.检测二层交换网络中存在的冗余链路，并把他们置于阻断/备份状态。4.检测拓扑结构的变化并根据情况计算新的生成树。BPDU报文STP交换机利用BPDU报文来交换信息BPDU报文有两种类型配置BPDU：由根交换机周期性的发出，包括根网桥ID、发送网桥ID、链路开销、时间间隔等参数。TCN（opologyChangeNotigication,拓扑变更通知）：交换机检测到拓扑变更后，向根交换机的方向发送TCN报文，通知拓扑变更。BPDU报文格式ForwardDelayHelloTimeMaximumTimeMessageAgePortIDBridgeIDCostofPathRootIDFlagsBpduTypeVersionProtocolIDProtocolID:协议号，目前都是0Version：版本号,802.1D的版本号是0Flags:表明此报文是TC报文还是TCA报文RootID:根交换机IDBPDUType:消息类型，指名为配置BPDU还是TCNBPDUBridgeID：发送交换机的IDCostofPath：到根交换机的路径开销BPDU报文格式ForwardDelayHelloTimeMaximumTimeMessageAgePortIDBridgeIDCostofPathRootIDFlagsMessageTypeVersionProtocolIDPortID:发送BPDU端口的IDMessageAge：消息寿命，每经过一个交换机递增1，为各网桥到达根交换机的跳数MaximumTime:当一段时间未收到任何BPDU，生存期达到MaxAge时，网桥则认为该端口连接的链路发生故障。默认20秒HelloTime:发送BPDU的周期,默认2秒ForwardDelay：BPDU全网传输延迟,默认15秒BPDU报文格式生成树的选举过程拥有最小BID（bridgeID）的交换机将成为根桥（rootbridge）选举非根桥的根端口（RP）①最低花费的端口成为根端口②在花费相同的情况下，比较发送者的BID（BID小的为根端口）③在发送者BID相同的情况下，比较发送者的PID（PortID小的为根端口）④在发送者PID相同的情况下，比较接收者的PID（PID小的为根端口）PathCost的两种定义标准选举指定端口（DP）①比较到根网桥的最低路径开销②比较发送方的BID③比较PID生成树端口的四种状态BlockListeninglearningForwarding20秒最大生存时间15秒转发延时15秒转发延时Blocking接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧Listening接收BPDU,不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口Learning接收和发送BPDU,学习MAC地址，不转发数据帧Forwarding正常转发数据帧TCNBPDU当有以下几种情况出现时交换机发送TCNBPDU报文处于转发状态或监听状态的端口，状态变为阻塞处于未启用状态的端口进入转发状态，并且交换机上有其他的转发端口交换机从指定端口收到TCNBPDU报文TCAbit76543210TCbitTCNBPDU当网络拓扑发生变化时，交换机会向外发送TCNBPDU报文接收到TCNBPDU报文的交换机向发送者发送TCA报文根交换机接收到TCNBPDU报文向网络中发送TCBPDUBC根交换机FED415TCNTCATC23665STP存在的问题及RSTP的引入STP收敛速度过慢通常运行STP的网络的收敛速度达到30-50sIEEE802.1wRSTP（RapidSpanningTreeProtocol，快速生成树协议）对于STP技术的改进主要在于缩短网络的收敛时间。RSTP的收敛时间最快可以达到1s以内。RSTP具有向下兼容的特性，如果网络中部分交换机运行STP，那么运行RSTP的交换机会自动以STP方式运行。RSTP改进要点端口状态变化减少至三种DiscardingLearningForwarding新增两种端口角色EdgeportPoint-to-PointportP2PP2PEdgeRSTP端口状态STP端口RSTP端口是否转发数据是否学习MAC地址禁用丢弃否否阻塞丢弃否否监听丢弃否否学习学习否是转发转发是是相对与STP，由于RSTP省去了很多中间状态，使得端口状态更简单。RSTP端口角色根端口（RootPort）：根端口处于非根交换机上，根端口是本地交换机距离根交换机最近地端口。非根交换机通过根端口接收BPDU。指定端口（DesignatedPort）：RSTP的指定端口也和STP中的一样，指定端口是以太网段用于转发数据的端口。替代端口（AlternatePort）：替代端口是RSTP中新引入的端口角色，作为根端口的备份端口。替代端口可以接收BPDU报文但是不转发数据。备份端口（BackupPort）：RSTP中的备份端口作为指定端口的备份端口，可以接收BPDU报文但是不转发数据。RSTPBPDU格式在RSTP中，对BPDU报文中的flag字段做了大量的调整，将STP中未使用的位都使用起来。RSTP快速过渡机制边缘端口：把一个端口配置为边缘端口，则这个边缘端口会立即转变为转发状态。当链路发生转变时，边缘端口不会产生拓扑变更通知。如果边缘端口接收到BPDU报文，那么它会立即从边缘端口的状态进入到正常生成树端口。链路类型：在RSTP中，将链路分为两种类型，点到点链路类型和共享式链路类型。默认情况下，如果端口工作在全双工模式下，那么认为它是点到点的链路类型，如果端口工作在半双工的工作模式，那么认为它是共享式的链路类型。RSTP快速过渡机制网桥之间的协商机制—Proposal/Agreement。指定端口可以通过与相连的网桥进行一次握手，快速进入转发状态。其中Proposal报文为正常的BPDU报文，且ProposalBit位置位。Agreement报文为Proposal报文的拷贝，且以AgreementBit代替ProposalBit位置位。RSTP拓扑变更机制拓扑发生时，交换机向网络中扩散TCBPDU报文拓扑改变检测：只有非边缘端口转变为Forwarding状态时，产生拓扑改变。检测到拓扑改变后的动作：在两倍Hello时间内向所有指定端口和根端口发送TC置位BPDU报文。清除从以上端口学习的MAC地址。拓扑改变传播：不再使用TCN报文。报文传送更直接迅速。