网工_STP生成树协议
2025.02.10：豆豆家姐姐学习笔记
STP生成树协议
- STP产生的背景
- STP生成树协议的作用：消除二层环路、链路备份
- STP基础知识
- STP工作原理
- 桥ID、端口ID、STP路径开销、H3C的STP路径开销
- STP工作过程
- 第1步：选举一个根桥（选举原则：桥ID最小）
- 第2步：在每个非根桥上选举一个根端口（选举原则：端口到根的路径开销最小；对端的网桥ID最小；对端端口ID最小）
- 第3步：在每条链路上选举一个指定端口（选举原则：所在网桥到根的路径开销最小；本端网桥ID最小；本端端口ID最小）
- 第4步：阻塞非根、非指定端口
- STP的不足
STP产生的背景
为了（减少单链路故障，增加网络的可靠性），交换网络中通常会增加（冗余链路）。但是当我们加上冗余链路，二层交换网络就形成了一个闭合的环路，产生交换环路，会导致：广播风暴、MAC地址表抖动等等
STP生成树协议的作用：消除二层环路、链路备份
- 消除二层环路：通过（阻断冗余链路），来消除交换网络中可能存在的环路
- 链路备份：当活动链路发生故障时，（激活冗余链路），及时恢复网络连通性
STP基础知识
STP工作原理
通过在交换机之间交换BPDU消息（发现环路），并由选择地（阻塞某些端口），最终将环路网络修剪成（无环路的树型网络结构）
补充说明：
- 收敛（Convergence） 指的是网络中的所有设备（如路由器、交换机等）对当前网络状态达成一致认知的过程。
- 交换机是多端口、高性能的网桥。两者都通过 MAC 地址转发数据，但交换机用硬件加速、端口更多、速度更快，完全取代了老式网桥。
桥ID、端口ID、STP路径开销、H3C的STP路径开销
1+1=2
STP工作过程
STP端口角色：
- 根端口Root Port：每个网桥上到根桥最近的端口
- 指定端口Designate Port：每条链路两端到达根桥最近网桥所拥有的端口
- 候补端口Alternate Port：既不是RP又不是DP的端口
网络处于稳定状态时，（根端口）和（指定端口）处于转发状态，候补端口处于阻塞状态。阻塞了候补端口，就生成树形结构，消除了网络环路
STP的工作过程可分为4个步骤，注意！STP真正地这个设备上工作的时候，这4个步骤是同步进行的，不停地动态去刷新，最终的结果会跟你的理论推算是一样的
- 第一步：选举一个根桥
- 第二步：在（每个非根桥）上选举一个根端口
- 第三步：在（每条链路）上选举一个指定端口
- 第四步：阻塞非根、非指定端口（即候补端口）
第1步：选举一个根桥（选举原则：桥ID最小）
如果想制定某台交换机为根桥，怎么办？将这台交换机的（优先级改为最小）
第2步：在每个非根桥上选举一个根端口（选举原则：端口到根的路径开销最小；对端的网桥ID最小；对端端口ID最小）
第3步：在每条链路上选举一个指定端口（选举原则：所在网桥到根的路径开销最小；本端网桥ID最小；本端端口ID最小）
第4步：阻塞非根、非指定端口
非根&非指定端口（即为候补端口），阻塞候补端口，形成逻辑上无环路的树形拓扑结构
STP的不足
- 端口从阻塞状态进入转发状态必须经历（两倍的Forward Delay时间）
- 如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去联通性