網絡工程--數據鏈路層(STP)

生成樹

1.STP–Spanning Tree Protocol(生成樹協議)
2.邏輯上斷開環路,防止廣播風暴的產生
3.當線路出現故障,斷開的接口被激活,恢復通信,起備份線路的作用。

生成樹的三步曲

STP將一個環形網絡生成無環拓撲的步驟:
1.選擇根網橋(root bridge)
2.選擇根端口(root ports)
3.選擇指定端口(designated ports)

網橋ID(BID)

網橋ID是唯一的,交換機之間選擇BID值最小的交換機作網絡中的根網橋
1.網橋ID:2字節網橋優先級+6字節MAC地址 取值範圍0-65535,默認32768
2.選擇根網橋:優先級小的,其餘稱爲非根網橋

根端口的三步曲

在非根網橋上選擇一個到根網橋最近的端口作爲根端口
選擇依據:
1.根路徑成本最低
2.直連的網橋ID最小
3.端口ID最小
根路徑成本:網橋到根網橋的路徑上所有鏈路成本之和

在這裏插入圖片描述
//根網橋爲A,自身鏈路成本爲0,並告訴B我的鏈路成本是0,B用A傳過來的數據成本加上自身的,得到B的路徑成本。

|鏈路帶寬(Mb/s)| 路徑成本 |
|10 |100 |
|100 |19 |
| 1000 |4 |
|10000 | 2 |

端口ID

端口優先級(8位)+端口編號(8位)—取值範圍0-255,默認128
端口號越小,端口編號越小
***
1.非根網橋選擇好根端口之後,會把最優的成本/BPDU存在該交換機上;
2.最優成本用做指定端口選擇來用;
3.該成本會成爲該交換機所有端口的根路徑成本

指定端口(DP)

在每個網段上(物理鏈路),選擇一個指定端口
1.根橋上的端口全是指定端口
2.非根橋上指定端口:
(1)根路徑成本最低
(2)端口所在的網橋的ID值較小
(3)端口ID值較小
在這裏插入圖片描述
幾根線選幾個指定端口----根網橋端口都是指定端口
根網橋RB—根端口(圓圈)—指定端口(五角星)—非根非指定端口(圓×)

BPDU:橋協議數據單元

工作原理:生成樹協議定義了一個數據包,叫做橋協議數據單元BPDU(Bridge Protocol Data Unit)。
網橋用BPDU來相互通信,並用BPDU的相關機能來動態選擇根橋和備份橋。但是因爲從中心橋到任何網段只有一個路徑存在,所以橋迴路被消除。
功能:根橋的主要職責是定期發送配置信息,然後這種配置信息將會被所有的指定橋發送。這在生成樹網絡裏面是一種機制,一旦網絡結構發生變化,網絡狀態將會重新配置。
在這裏插入圖片描述
當接收到其他交換機發出的BPDU後,比較網橋ID,選擇較小的添加到根網橋ID中

在這裏插入圖片描述
非根非指定:阻塞
阻塞(接受BPDU,主線路斷後,阻塞端口自動激活)—偵聽(收發BPDU,不是數據幀)—學習(收發BPDU且學習源MAC地址,構建MAC地址表)—轉發(收發BPDU,收發數據幀)

當某個鏈路斷了,阻塞鏈路需要50秒開始轉發數據–交換機開機需要30秒時間開始轉發數據
在這裏插入圖片描述

PVST(按vlan生成樹)—思科私有–針對vlan 不是交換機

在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
root primary 優先級設置爲24k=24576----默認優先級是32768
root secondary優先級設置爲28K
設置優先級的值必須是4096的倍數
在這裏插入圖片描述
阻塞端口下移到二層端口---加大成本

配置速端口

在這裏插入圖片描述
1.速端口配置在接主機的交換機上(接入層交換機)
2.速端口接上了集線器,交換機等等 會造成環路
3.速端口配置好後,接了主機立馬變成轉發狀態,不需要參與生成樹,不需要等待延時。
(config-if)#spanneing-tree bpdugard enable
4.開啓BPDU防護功能,一旦收到BPDU,則該端口邏輯關閉

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