CCNA小白教程5.2 生成树协议

1 交换机避免环路的技术---生成树协议
生成树协议（STP：SpanningTree Protocol －IEEE802.1D）　是一种链路管理协议，它为网络提供路径冗余同时防止产生环路。为使以太网更好地工作，两个工作站之间只能有一条活动路径。网络环路的发生有多种原因，最常见的一种是有意生成的冗余－万一一个链路或交换机失败，会有另一个链路或交换机替代。
STP 允许网桥之间相互通信以发现网络物理环路。该协议定义了一种算法，网桥能够使用它创建无环路（loop-free）的逻辑拓朴结构。换句话说，STP 创建了一个由无环路树叶和树枝构成的树结构，控制整个第二层网络的通信路径。


2  交换机之间的环路
主观上来自于链路冗余设计；

客观上，在大型局域网，由于拓扑复杂，也可能产生管理员不知道的环路。

3 交换机环路会导致交换机网络崩溃
如果出现二层环路，将导致交换机的通信发生崩溃，主要现象如下：
1)       广播风暴：在环路上无穷循环的流量转发，迅速耗尽网络带宽；
2)       导致通信接收者收到同一个帧的多个副本；
3)       导致交换机的mac地址表错误。

4 生成树协议---检测和阻断二层环路
生成树协议是交换机必备的系统管理协议
能够自动检测和阻断二层环路
保证交换机在二层环路的环境正常工作



5  生成树协议基本算法

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生成树算法

同一个广播域内的所有交换机，周期性的交换bpdu消息，默认每2秒1次；一旦根桥选举完毕，只有根桥发送bpdu，其他交换机接收并转发根桥的bpdu。
通过交换bgdu消息，所有交换机能够实时监测网络拓扑的变化，使用统一的生成树算法，共同计算一棵无环路的二层流量转发路径树。
RP是转发端口，是非根网桥去往根桥的最短路径；
DP是转发端口，是该物理网段去往根桥的最短路径；
其他的端口称为NDP，NDP端口是阻断端口。

5  生成树协议根桥选举原则

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5  生成树协议RP/DP选举原则和bpdu消息

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BDPU消息

在BPDU消息中，含有生成树计算的所有参数，主要有path cost ， bridge id和portid等。

5  生成树协议路径成本计算（默认标准）
             链路速率                              链路成本（cost）
             10G链路                               2
             1G链接                                  4
             100M链路                             19
            10M链路                                100

6  生成树协议运行示例

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7 生成树协议使用port-id选举示例
在以下拓扑中，SW3的rp选举，是根据SW2的port-id来选举的（最低的发送者端口ID）

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8 生成树的实现技术

思科交换机，为每个vlan计算一棵独立的树（PVST+）
其他厂商， 所有的vlan共用一棵树（CST）


9 PVST+ 与 CST的对比
CST 公共树

  所有vlan共用一棵树
  理解简单

  占用系统资源少
  每一个vlan不是最佳路径
  不能实现冗余路径负载均衡

PVST+
   为每个vlan独立计算一棵树
   可以确保每一个vlan都是最佳路径
   可以实现冗余路径负载均衡
  理解复杂
  占用系统资源多






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