网络工程--数据链路层(STP)

生成树

1.STP–Spanning Tree Protocol(生成树协议)
2.逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生
3.当线路出现故障,断开的接口被激活,恢复通信,起备份线路的作用。

生成树的三步曲

STP将一个环形网络生成无环拓扑的步骤:
1.选择根网桥(root bridge)
2.选择根端口(root ports)
3.选择指定端口(designated ports)

网桥ID(BID)

网桥ID是唯一的,交换机之间选择BID值最小的交换机作网络中的根网桥
1.网桥ID:2字节网桥优先级+6字节MAC地址 取值范围0-65535,默认32768
2.选择根网桥:优先级小的,其余称为非根网桥

根端口的三步曲

在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口
选择依据:
1.根路径成本最低
2.直连的网桥ID最小
3.端口ID最小
根路径成本:网桥到根网桥的路径上所有链路成本之和

在这里插入图片描述
//根网桥为A,自身链路成本为0,并告诉B我的链路成本是0,B用A传过来的数据成本加上自身的,得到B的路径成本。

|链路带宽(Mb/s)| 路径成本 |
|10 |100 |
|100 |19 |
| 1000 |4 |
|10000 | 2 |

端口ID

端口优先级(8位)+端口编号(8位)—取值范围0-255,默认128
端口号越小,端口编号越小
***
1.非根网桥选择好根端口之后,会把最优的成本/BPDU存在该交换机上;
2.最优成本用做指定端口选择来用;
3.该成本会成为该交换机所有端口的根路径成本

指定端口(DP)

在每个网段上(物理链路),选择一个指定端口
1.根桥上的端口全是指定端口
2.非根桥上指定端口:
(1)根路径成本最低
(2)端口所在的网桥的ID值较小
(3)端口ID值较小
在这里插入图片描述
几根线选几个指定端口----根网桥端口都是指定端口
根网桥RB—根端口(圆圈)—指定端口(五角星)—非根非指定端口(圆×)

BPDU:桥协议数据单元

工作原理:生成树协议定义了一个数据包,叫做桥协议数据单元BPDU(Bridge Protocol Data Unit)。
网桥用BPDU来相互通信,并用BPDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在,所以桥回路被消除。
功能:根桥的主要职责是定期发送配置信息,然后这种配置信息将会被所有的指定桥发送。这在生成树网络里面是一种机制,一旦网络结构发生变化,网络状态将会重新配置。
在这里插入图片描述
当接收到其他交换机发出的BPDU后,比较网桥ID,选择较小的添加到根网桥ID中

在这里插入图片描述
非根非指定:阻塞
阻塞(接受BPDU,主线路断后,阻塞端口自动激活)—侦听(收发BPDU,不是数据帧)—学习(收发BPDU且学习源MAC地址,构建MAC地址表)—转发(收发BPDU,收发数据帧)

当某个链路断了,阻塞链路需要50秒开始转发数据–交换机开机需要30秒时间开始转发数据
在这里插入图片描述

PVST(按vlan生成树)—思科私有–针对vlan 不是交换机

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
root primary 优先级设置为24k=24576----默认优先级是32768
root secondary优先级设置为28K
设置优先级的值必须是4096的倍数
在这里插入图片描述
阻塞端口下移到二层端口---加大成本

配置速端口

在这里插入图片描述
1.速端口配置在接主机的交换机上(接入层交换机)
2.速端口接上了集线器,交换机等等 会造成环路
3.速端口配置好后,接了主机立马变成转发状态,不需要参与生成树,不需要等待延时。
(config-if)#spanneing-tree bpdugard enable
4.开启BPDU防护功能,一旦收到BPDU,则该端口逻辑关闭

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