標準STP選舉

1.交換機如何傳播BPDU

1.1 Root ID

在生成樹拓撲穩定時,下游交換機收到BPDU後,不會修改其中的信息

1.2 Root Path Cost

該字段值類似於OSPF中的cost,是在接收消息時,累加其中的值

1.3 Bridge ID

交換機收到BPDU後,在對其進行轉發時,將其中內容替換爲本地的BID

1.4 Port ID

交換機從各端口轉發上游的BPDU時,將其中內容替換爲發送端口的PID

1.5 Message Age

交換機收到上游的BPDU時,將其中的值1

1.6 Max AgeHello TimeForward Delay

這三個字段都是根橋的信息,下游設備不進行修改

注意:

如果接收BPDU的交換機不關心該VLANSTP,則不會修改BPDU中的任何值,僅僅轉發


2.交換機接收Configuration BPDU依次比較的4個參數

2.1 Root ID

1作用

用於選舉根橋

2比較參數

Priority

Priority = Root Bridge Priority + RootBridge System Extension ID

Root Bridge System ID

即爲根橋參與STP的所使用的MAC地址

2.2 Cost

1作用

Root Port選舉

Designated Port選舉

2比較參數

比較Configuration BPDURoot Path Cost字段,但是RootPortDesignated Port選舉時有所不同

選舉Root Port時,比較的是本地端口到根橋的“距離”

選舉Designated Port時,比較的是當前交換機與同一個segment內另一臺交換機,誰離根橋最近

2.3 Bridge ID

1作用

Cost相同

2比較參數

Priority

Bridge System ID

Root PortDesignatedPort選舉時有所不同

2.4 Port ID

1作用

Cost相同

2比較參數

Port Priority

Port Number

注意:

①在STP選舉中,所有參數都是越小越優

②交換機某個端口收到本地其它端口發送的BPDU並不會丟棄,而是同樣會與當前端口相關參數進行比較

看上去就好像交換機在參與STP競選時還會比較本地端口一樣


3.交換機3個選舉步驟

3.1 選舉一個Root Bridge

比較Root ID,初始化時,交換機認爲當前設備就是Root Bridge

3.2 選舉Root Port

1概述

①根端口的選舉發生在非根橋

②每臺非根橋本地,都將選舉出一個距離根橋“最近”的端口,作爲根端口

2選舉Root Port時在意的信息

①當前交換機上,哪個端口離根橋最近

②當前交換機的上游,哪臺交換機更優

③上游交換機哪個端口更優

④本地端口中哪個端口更優

3比較參數

Root Path Cost

當前端口收到上游的BPDU後,將本地端口對應的cost累加後得到新的Root PathCost,反應了當前端口到根橋的開銷

在選舉根端口時,本地交換機比較各個端口到根橋的開銷(新的Root Path Cost值)

Bridge ID

Root Path Cost值相同時,表明有多個端口距離根橋距離相同,此時比較這些端口的上游設備哪個是STP中更優的

此時將比較各個端口接收到的BPDU中的BIDBID優的,說明其上游設備更優

Port ID

BID相同時,表明對個端口對應了同一臺上遊設備,此時比較上游設備的哪個端口在STP看來是最優的

此時將比較各個端口接收到的BPDU中的PID

Local PID

Root Port選舉的前三個參數可以認爲是首先比較本地哪個端口離根橋最近,如果多個端口擁有相同的距離,則比較其上游的優劣

而如果依然無法比較出結果,此時就將比較本地這幾個端口的優劣了

3.3 選舉Designated Port

1概述

①指定端口選舉發生在每個Segment

Designated Port所對應的端口,是被認爲是Segment內的上游設備,也就是距離根橋最近的設備

來自根橋的Configuration BPDU由上游設備傳播

Designated Port所對應的下游端口,可能是Root Port,也可能是non-DesignatedPort

2選舉Designated Port時在意的信息

①在一個Segment內,哪臺設備離根橋最近

②在一個Segment內,哪臺交換機最優

③在一個Segment內,哪個端口最優

3什麼樣的端口會成爲指定端口

①無法成爲根端口

②在當前segmentBPDU參數最優

4比較參數

此時不像選舉根端口時那樣,收到BPDU後進行累加,而是比較接收到的BPDU與本地向該Segment發送的BPDU中的參數

Root Path Cost

收到的BPDU中的Root Path Cost優於本地發送的BPDU中的Root Path Cost,則表明該發送設備離根橋更近,是當前設備的上游

反之,同理

Bridge ID

Port ID


4.STP選舉示例

4.1 示例1

1拓撲

說明:

優先級取值均爲默認

鏈路交換機參與STP競選使用的MAC地址、端口、開銷均在途中表示

2選舉描述

①三臺交換機開機初始化

a.進入Blocking狀態,都不發送BPDU

b.Max Age時間後,進入Listening狀態

c.由於交換機始終都沒有收到BPDU,此時三臺交換機都認爲自己是Root Bridge

②交換機間相互發送BPDU,選舉根橋

a.交換機向所有激活端口發送BPDU

RID:與BID相同

Root Path Cost:由於認爲本地是Root Bridge,其值爲0

PID:與發送BPDU的交換機端口對應

Message Age:取值爲0

b.SW1兩個端口都收到來自SW2BPDU

由於其中參數不如本地優,SW1忽視此BPDU

c.SW2的兩個端口收到來自SW1BPDU

其中的RID優於本地,SW2不再向接收到該BPDU的端口發送BPDU

SW2通過這些BPDUs選舉出根端口

③選舉根端口

a.SW2

由於SW2的兩個端口收到的BPDURIDBID相同,Root Path Cost在累加後也相同,因此比較PID

SW1發送端口分別爲fa0/1fa0/2fa0/1更優,因此在SW2上,fa0/2成爲根端口

fa0/1由於無法成爲根端口,通過從根橋接收到的BPDU與本地端口參數比較,顯然根橋的BPDU參數更優(Cost),因此fa0/1被阻塞

注意:

fa0/1是在指定端口選舉中被阻塞,而不是在根端口選舉中被阻塞

fa0/3以及fa0/4收到下游的BPDU都沒有本地參數優,因此繼續發送BPDU

b.SW3

SW3的三個端口都能收到來自SW2BPDU

RIDSW1

Cost19

BIDSW2

由於前三個參數都相同,因此通過PID選舉出根端口

SW3fa0/3對應SW2fa0/4,是PID最大的,因此該端口一定不能成爲根端口

SW3fa0/1fa0/2對應SW2fa0/3,對於來自SW2fa0/3BPDUPID相同

此外,SW3fa0/1會收到自己本地fa0/2BPDUfa0/2也會收到fa0/1BPDU,由於fa0/1PID小於fa0/2,因此fa0/1成爲根端口

④指定端口選舉

a.SW1

SW1本地端口的BPDUCost值爲0,是最優的,因此,SW1的端口都成爲指定端口

b.SW2

SW2fa0/2成爲了根端口,fa0/1所在segment由於直連SW1,因此,fa0/1被阻塞

fa0/3所在segmentfa0/3是距離根橋最近的端口,因此,fa0/3爲指定端口

fa0/4同理

c.SW3

fa0/1在之前選舉中成爲了根端口,fa0/2由於其參數並不及SW2fa0/3優,因此被阻塞

SW3fa0/3在無法成爲根端口的情況下,BPDU參數沒有SW2fa0/4優,因此也被阻塞

3選舉結果


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