一篇文章让你明白STP生成树协议

文章核心:
1.STP协议是什么?
2.STP选举规则
3.STP简单实验
4.STP基本配置

一、STP(Spanning Tree Protocol)协议(生成树协议)逻辑上断开环路,防止二层网络的广播风暴的产生。

二、关键问题:

(1)为什么要用STP协议?
为了解决第二层网络环路问题而又要保证网络的稳定和健壮性,引入了链路动态管理的策略。首先通过阻塞某些链路避免环路的产生(避免环路),当正常工作的链路由于故障断开时,阻塞的链路立刻激活,迅速取代故障链路的位置,保证网络的正常运行。(生成冗余链路)这就是生成树(STP)协议。
(2)解决环路问题
避免环路
每个LAN都会选择一台设备为指定交换机,通过该设备的端口连接到根,该端口为指定端口( Designated port )
将交换网络中所有设备的根端口(RP)和指定端口(DP)设为转发状态(Forwarding),将其他端口设为阻塞状态(Blocking)
生成树经过一段时间(默认值是50秒左右)稳定之后,所有端口要么进入转发状态,要么进入阻塞状态。
(3)建立冗余链路让网络更稳定
冗余链路可以理解为备份链路,其他链路出现问题了备份的冗余链路会代替上去,维持网络稳定

三、STP收敛过程

说白了就是我在一个阶段给你发请求你长时间不回应,我会结束这个阶段进入下一个阶段
当网络的拓扑发生变化时,网络会从一个状态向另一个状态过渡,重新打开或阻断某些端口。交换机的端口要经过几种状态:禁用(Disable)——>阻塞(Blocking)——>监听状态(Listenning)——>学习状态(Learning)——>转发状态(Forwarding)
四、STP中根桥,根端口,指定端口的选举规则:
1.在一个广播域选择一个根桥
使用stp协议,会向邻居s发送BPDU,bridge protocol date unit
交换机向所在广播域发送的bpdu
内容有:
bridge ID
优先级
mac地址
选举规则:
主板mac地址,交换机端口mac地址是端口号+主板mac地址得来
查看优先级,mac地址,网桥ID依次查看选取最小的为根桥
2.每个非根桥选择一个根端口(RP)
1.路径成本最低
2.直连的网桥id最小
3.最低发送者端口id最小
3.每个段选择一个指定端口(DP)
每一个线连接的两段选一个指定端口,RP的对端肯定是DP
对比bri id优先成为dp,另一个无身份
4.阻塞非指定端口
没有身份的会被阻塞掉,称为AP,用来防环
指定端口发bpdu,根端口接受
5.个端口状态
block 非指定端口回到block状态
listen 监听bpdu,不能学习mac地址,不转发数据,维持15秒,确定端口角色!
learn 学习mac地址,不转发数据,维持15秒
forword 可转发数据
disable 禁用

五、实验部分:

1.理解STP中端口角色变化规则
2.掌握基本配置STP协议

一、在Cisco模拟器中拖三台交换机连接查看他们的默认生成树情况
在这里插入图片描述我们在图中也可以看出S0为根桥两个端口分别是指定端口
S1两个端口与S0对应的端口为根端口,另一个为指定端口
S2两个端口与S0对应的为根端口,另一个为非指定端口(阻塞端口)
黄色的等代表就是阻塞端口(非指定端口)

S0
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
# 根桥的信息



  Root ID    Priority    32769 # 根桥的优先级
             Address     0001.63D0.3450 # 根桥的mac地址
             This bridge is the root # 这个s是根桥
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     0001.63D0.3450
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p # 可以看出与根桥两个端口都是指定端口
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p # 指定端口

S1
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0001.63D0.3450
             Cost        19
             Port        1(FastEthernet0/1)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     0090.216C.B791
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p # 指定端口,妆发状态
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p # 根端口(与),转发状态


S2
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0001.63D0.3450
             Cost        19
             Port        1(FastEthernet0/1)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     00E0.A3D9.8D5E
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p #根端口,处于转发状态
Fa0/2            Altn BLK 19        128.2    P2p #阻塞端口,处于block状态

二、更改根桥,设置备份根桥,查看结果

在这里插入图片描述
从图中可以看出变化S1成了根桥,S0为备份根桥。如果S1出故障了S0会代替S1称为根桥
再次查看Switch生成树状态

S0
Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary 
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    24577
             Address     0090.216C.B791
             Cost        19
             Port        1(FastEthernet0/1)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    28673  (priority 28672 sys-id-ext 1)
             Address     0001.63D0.3450
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p

S1
Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    24577
             Address     0090.216C.B791
             This bridge is the root
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    24577  (priority 24576 sys-id-ext 1)
             Address     0090.216C.B791
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p
Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p

S2
Switch#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    24577
             Address     0090.216C.B791
             Cost        19
             Port        2(FastEthernet0/2)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     00E0.A3D9.8D5E
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Altn BLK 19        128.1    P2p
Fa0/2            Root FWD 19        128.2    P2p

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