stp從哪個埠發送新的配置信息
1. stp中根橋,根埠,指定埠,備用埠分別是什麼
指定埠是交換機向所連網段轉發配置BPDU的埠, 每個網段有且只能有一個指定埠。 一般情況下, 根橋的每個埠總是指定埠。
根埠是非根交換機去往根橋路徑最優的埠。 在一個運行STP協議的交換機上最多隻有一個根埠, 但根橋上沒有根埠。如果一個埠既不是指定埠也不是根埠, 則此埠為預備埠。 預備埠將被阻塞。
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注意事項:
交換機通電啟動後,還不知道網路中有沒有別人,所以認為是根橋,並把這個消息通過BPDU通告出去,每台交換機也會收到其他交換機發來的BPDU,比較一下其中的BID,即可選舉出根橋。
根橋選出後,其他交換機都可以叫指定橋。指定橋不再主動發出BPDU,只會轉發根橋的BPDU。根橋每間隔Hello Time(默認2秒)時間周期性發出BPDU。
2. STP指定埠的問題
一、STP演算法
IEEE802.1D標準定義了STP的生成樹演算法。該演算法依賴於BID、路徑開銷和埠ID參數來做出決定。
1、BID(網橋ID):
BID是生成樹演算法的第一個參數,BID決定了橋接網路的中心,稱為根網橋或根交換機。BID參數是一個8位元組域。前2個位元組(10進制)稱為「網橋優先順序」,後6個位元組(16進制)是交換機的一個MAC地址。網橋優先順序用來衡量一個網橋的優先度,范圍是0-65535,默認是32768。思科交換機中的PVST+(每VLAN生成樹)生成樹協議使每個VLAN都有一個STP實例。比較兩個BID的大小的原則:一是網橋優先順序小的BID優先,二是如果網橋優先順序相同,BID中的後六個位元組的MAC小的則BID優先。
2、路徑開銷:
路徑開銷是生成樹演算法的第二個參數,決定到根網橋(根交換機)的路徑。
通俗說,路徑開銷是用來衡量網橋之間的距離的遠近的,其值是兩個網橋之間某條路徑上所有鏈路開銷的總和。
路徑開銷與跳數無關。
路徑開銷決定到根網橋或根交換機的最佳路徑,最小的路徑開銷是到根交換機的最佳路徑。
路徑開銷的值的規律:帶寬越大,STP開銷越小。
3、埠ID:埠ID是生成樹演算法的第三個參數,也決定到根交換機的路徑。它由2個位元組組成,包括「埠優先順序」和「埠號」,各佔8位。
埠優先順序值從0-255,默認128;埠號包括256個。
埠ID大小的判定與BID大小的判定相同。
二、STP的過程
1、STP判決和BPDU交換:
當創建一個邏輯無環的拓撲時,STP總是通過發送BPDU的第二層幀來傳遞生成樹協議,並執行相同的4步判決順序:
步驟1,確定根交換機;
步驟2,計算到根交換機的最小路徑開銷;
步驟3,確定最小的發送者BID;
步驟4,確定最小的埠ID。
網橋為每個埠存儲一個其收到的最佳BPDU,當有其他的BPDU到達交換機的埠時,交換機會使用四步判決過程來判斷此BPDU是否比該埠原來存儲的BPDU更好,如果新收到的BPDU(或者本地生成的BPDU)更好,則替換原有值。
當一個網橋第一次被激活時,其上所有埠每隔一個HELLO時間(默認2秒)發送一次BPDU;如果一個埠發現從其他網橋收到的BPDU比自己發送的好,則本地埠就停止發送BPDU;如果在MAX AGE(最大生存時間,默認20秒)內沒有從鄰居網橋收到更好的BPDU,本地埠則重新開始發送BPDU,即最大生存時間是最佳BPDU的超時時間。
2、STP收斂的三個步驟:
生成樹演算法收斂於一個無環拓撲的初始過程包含三個選舉步驟:
步驟1 選舉一個根交換機。
步驟2 選舉根埠。
步驟3 選舉指定埠。
在網路第一次「初始」時,所有網橋都洪泛混合的BPDU信息,網橋通過執行STP四步判決過程,形成整個網路或VLAN惟一的生成樹。在網路穩定後,BPDU從根網橋流出,沿著無環支路到達網路中的每一個網段。網路發生變化時,生成樹協議按照收斂三個步驟做出處理。
(1)選舉根交換機:
根交換機是一個具有最小BID的網橋,它是惟一的,是通過交換BPDU選舉得出來的。
BPDU的格式:BPDU是網橋之間用來交換生成樹信息的特殊幀,它在網橋之間傳播,包括交換機和所有配置來進行橋接的路由器,BPDU不攜帶終端用戶流量。
BPDU包括根BID、根路徑開銷、發送者BID和埠ID信息。
也就是說,交換機通過傳遞BPDU來發現誰是最小的BID,從而將具有最小BID的網橋做為根交換機。最初時,交換機總將自己認為是根網橋,當它發現有比自己小的BID時,就將收到的具有最小BID的交換機作為根網橋。
(2)選舉根埠:
在根交換機選舉完後,就開始選舉根埠了。所謂根埠,就是按照路徑開銷最靠近根交換機的埠,也就是說具有最小根路徑開銷的埠。每一個非根交換機都必須選舉一個根埠。
(3)選舉指定埠:
通過以上兩個步驟後,生成樹演算法還沒有消除任何環路,因為還沒有選舉指定埠。所謂指定埠,就是連接在某個網段上的一個橋接埠,它通過該網段既向根交換機發送流量也從根交換機接收流量。橋接網路中的每個網段都必須有一個指定埠。
指定埠也是根據最小根路徑開銷來決定,因此根交換機上的每個活動埠都是指定埠,因為它的每個埠都具有最小根路徑開銷(實際是它的根路徑開銷是0)。
注意:指定埠只在中繼埠(TRUNK口)起作用。接入埠在指定埠選舉中不起任何作用。接入埠是用來連接到主機或者三層埠的。
3、STP狀態
在網橋已經確定了根埠、指定埠和非指定埠後,STP就准備開始創建一個無環拓撲了。
為創建一個無環的拓撲,STP配置根埠和指定埠轉發流量,非指定埠阻塞流量。
實際上,STP決定埠轉發和阻塞看似只有這兩個狀態,實際上是有五種狀態的。
(1)、Disabled(為了管理目的或者因為發生故障將埠關閉);
(2)、Blocking(在初始啟用埠之後的狀態。埠不能接收或者傳輸數據,不能把MAC地址加入地址表,只能接收BPDU(bridge protocol data unit)。如果檢測到有一個橋接環,或者埠失去了它的根埠或者指定埠的狀態,那麼就會返回到Blocking狀態);
(3)、Listening(如果一個埠可以成為一個根埠或者指定埠,那麼它就轉入監聽狀態。此時埠不能接收或者傳輸數據,也不能把MAC地址加入地址表,但可以接收和發送BPDU);
(4)、Learning(在Forward Delay計時時間到(默認15秒)後,埠進入學習狀態,此時埠不能傳輸數據,但可以發送和接收BPDU,也可以學習MAC地址,並加入地址表);
(5)、Forwarding(在下一次轉發延時計時時間到後,埠進入轉發狀態,此時埠能夠發送和接收數據、學習MAC地址、發送和接收BPDU)。
在這些狀態過程中,會引發網路拓撲結構發生改變。此時,發生變化的交換機會在它的根埠上每隔hello time時間就發送TCN BPDU,直到上級的指定網橋鄰居確認了該TCN(拓撲結構變化通知)為止。當根網橋收到後,會發送設置了TC(topology change,拓撲改變)位的BPDU,通知整個生成樹拓撲結構發生了變化。這會讓所有的下級交換機把它們的Address Table Aging(地址表老化)計時器從默認值(300秒)降為Fordwarding Delay(默認為15秒),從而讓不活動的MAC地址比正常情況下更快地從地址表更新掉。
3. 1. 簡述STP中的五種埠狀態,及其每種狀態的時間間隔。
1、Blocking(阻塞狀態):此時,二層埠為非指定埠,也不會參與數據幀的轉發。該埠通過接收BPDU來判斷根交換機的位置和根ID,以及在STP拓撲收斂結束之後,各交換機埠應該處於什麼狀態,在默認情況下,埠會在這種狀態下停留20秒鍾時間。
2、Listening(偵聽狀態):生成樹此時已經根據交換機所接收到的BPDU而判斷出了這個埠應該參與數據幀的轉發。
於是交換機埠就將不再滿足於接收BPDU,而同時也開始發送自己的BPDU,並以此通告鄰接的交換機該埠會在活動拓撲中參與轉發數據幀的工作。在默認情況下,該埠會在這種狀態下停留15秒鍾的時間。
3、Learning(學習狀態):這個二層埠准備參與數據幀的轉發,並開始填寫MAC表。在默認情況下,埠會在這種狀態下停留15秒鍾時間。
4、Forwarding(轉發狀態):這個二層埠已經成為了活動拓撲的一個組成部分,它會轉發數據幀,並同時收發BPDU。埠會在這種狀態下停留15秒鍾時間
5、Disabled(禁用狀態):這個二層埠不會參與生成樹,也不會轉發數據幀。埠會在這種狀態下停留10秒鍾時間。
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STP的功能介紹:
生成樹協議是IEEE 802.1D中定議的數據鏈路層協議,用於解決在網路的核心層構建冗餘鏈路里產生的網路環路問題,通過在交換機之間傳遞網橋協議數據單元,通過採用STA生成樹演算法選舉根橋、根埠和指定埠的方式。
最終將網路形成一個樹形結構的網路,其中,根埠、指定埠都處於轉發狀態,其他埠處於禁用狀態。如果網路拓撲發生改變,將重新計算生成樹拓撲。生成樹協議的存在,既解決了核心層網路需要冗餘鏈路的網路健壯性要求,又解決了因為冗餘鏈路形成的物理環路導致「廣播風暴」問題。
但是,由於協議機制本身的局限,STP保護速度慢(即使是1s的收斂速度也無法滿足電信級的要求),如果在城域網內部運用STP技術,用戶網路的動盪會引起運營商網路的動盪。
在MSTP 組成環網中,由於SDH保護倒換時間比STP協議收斂時間快的多,系統採用依然是SDH MS-SPRING或SNCP,一般倒換時間在50ms以內。
但測試時部分乙太網業務的倒換時間為0或小於幾個毫秒,原因是內部具有較大緩存。SDH保護倒換動作對MAC層是不可見的。這兩個層次的保護可以協調工作,設置一定的「拖延時間」(hold-off),一般不會出現多次倒換問題。
4. STP生成樹協議里。。。怎麼選擇 根網橋,根埠,指定埠,非指定埠。。。。。我非常迷糊。。。
實際的STP中間你只要確定root就行了,root上面的埠全都是指定埠,而哪台交換機為root則有兩種方式,一是手工設定,二是自己競選,競選的話則判斷交換機的優先順序,默認的優先順序為32768,交換機的優先順序採用MAC地址+優先順序的模式,優先順序小的則競選為root,優先順序一樣,則MAC地址小的為root。然後要確定的是距離root的cost,cost為鏈路開銷,帶寬越大cost越小,優先順序越高,GE的cost一般為1,如果同一個交換機兩個埠到root的cost都一樣,則優先順序較小的埠成為根埠,那麼其他的埠為指定埠,沒有運行STP協議的埠為非指定埠,例如在某埠下配置stp
disable,則該埠不參加STP的競選,為非指定埠。block埠是整個環狀的網路中距離root的cost值最大的埠,如果某根埠down掉,則整個STP會重新計算,收斂的時間大約30-40秒,MSTP和RSTP收斂速度都快很多。基本概念就這些,純粹手打,如果你還不明白就該多看看基礎資料了。
5. 簡述STP的作用
STP的全稱是spanning-tree protocol,STP協議是一個二層的鏈路管理協議,它在提供鏈路冗餘的同時防止網路產生環路。STP協議(Spanning tree protocol)的本質就是實現在交換網路中鏈路的備份和負載的分擔.stp是生成樹協議,主要功能是從拓撲中清除第2層環路
一.STP增強特性:
傳統的802.1d標準的STP,有一些缺陷,比如當一個交換機檢測到鏈路發生故障,再到網路重新收斂的時候,至少要等50秒的時間(轉發延遲+BPDU最大生存周期).當一個端工作站,比如PC或伺服器,插到交換機某個埠後,該埠同樣會經歷STP的一些狀態,比如監聽和學習.但是端工作站不會引起層2環路,因此,對於接端工做站的埠,沒必要經歷這相對漫長的STP收斂時間.因此 CISCO提出了Port Fast這一特性.啟用該特性的埠無需經歷轉發延遲可以直接進入轉發狀態,減少收斂時間.該特性類似802.1w標准里的邊緣埠(EP):
在啟用這種特性的時候,必須保證該埠連接的是端工作站,而不是交換機或者集線器等網路設備,否則會引起環路問題.另外,如果在該埠啟用了語音VLAN,那麼Port /---全局啟用Port Fast特性---/
Switch(config-if)# spanning-tree portfast [trunk] /---基於介面的啟用Port Fast特性---/
Switch(config-if)# spanning-tree portfast disable /---禁用Port Fast特性---/
注意,如果要在trunk埠啟用該特性,先要確保該trunk埠不會引起環路.
另外一種減少STP收斂時間的技術是Uplink Fast特性:
當交換機A檢測到鏈路L2出故障後,會立刻切換到L3,從而跳過STP的監聽和學習階段(轉發延遲),節約近30秒的時間達到快速收斂.另外要注意的是,如果配置了VLAN的優先順序,那麼不能啟用該特性.因為該特性是對所有VLAN生效而不是針對某一個VLAN生效.一旦啟用該特性後,交換機的網橋優先順序自動被設置為49152;如果你的鏈路開銷小於3000,那麼開銷將自動增大為3000(如果大於3000則不會).該舉動的意圖是防止交換機成為根橋.
配置方式如下:
Switch(config)# spanning-tree uplinkfast [max-update-rate pps] /---全局啟用Uplink Fast---/
可選參數值的范圍是0-32000,默認每秒150個包,值越低收斂越慢.
當鏈路L1出故障後,Uplink Fast特性就不能彌補該缺點.因此出現了Backbone Fast特性:
當交換機C通過下級BPDU信息(inferior BPDU)檢測到L1出故障後,由於L1不是它到根橋的直連鏈路.因此,交換機C會發送根鏈路查詢信息(RLQ).當收到RLQ的應答後,交換機C將自己原本處於堵塞狀態的埠立即設置為轉發狀態(把最大生存周期的20秒給老化掉),為B提供一條到根橋的替代路徑.但要經過轉發延遲,也就是大約30的時間.一旦啟用該特性,必須在所有的交換幾上都使用.但如果此時新增加一個交換機進來,該交換機也會發送下級BPDU信息聲稱自己想成為根橋(野心夠大啊).不過其他交換機會忽略該下級BPDU,並且交換機B會告訴它A才是根橋:
配置方式:
Switch(config)# spanning-tree backbonefast /---全局啟用Backbone /---在啟用了Port Fast特性的埠上啟用BPDU Guard---/
Switch(config-if)# spanning-tree bpguard enable /---在不啟用Port Fast特性的情況下啟用BPDU Guard---/
而BPDU Filtering特性和BPDU Guard特性非常類似.通過使用BPDU Filtering,將能夠防止交換機在啟用了Port Fast特性的埠上發送BPDU給主機:
如果全局配置了BPDU /---在啟用了Port Fast特性的埠上啟用BPDU Filtering---/
Switch(config-if)# spanning-tree bpfilter enable /---在不啟用Port Fast特性的情況下啟用BPDU Filtering---/
一般層2網路的SP可能會有多條達到客戶網路的連接.為了防止客戶交換機偶然成為根橋,可以在連接到客戶交換機的埠上使用Root Guard特性來避免這一問題的發生.如果STP偶然選出客戶交換機的某個埠做為根埠(RP),那麼Root Guard特性將把該埠設置為root-inconsistent狀態(堵塞)來防止客戶交換機成為根橋:
配置Root /---啟用Root Guard特性---/
注意,Root Guard和Loop Guard特性不可同時使用,也不要在啟用了Uplink Fast特性的埠上啟用該特性.該特性一旦配置後,對所有VLAN都生效.
另外,也可以使用Loop Guard技術替代埠(AP)或RP由於單向鏈路的故障問題成為指定埠(DP):
如上圖,交換機A做為根橋,由於交換機B和C之間發生單向鏈路故障,C將不能從B那裡接收到BPDU.如果沒有啟用該特性,那麼交換機C在最大生存周期(Max Age)計時器超時之後,交換機C上的堵塞埠將轉換到監聽狀態,並最終會在30秒之後轉換到轉發狀態.當交換機C的原先處於堵塞狀態的埠進入到轉發狀態的時候,交換機B上原先的DP還處於轉發狀態,而一個橋接網段上只能有一個DP,因此就產生了環路.如果啟用了Loop Guard特性之後,當最大生存周期超時之後,交換機C上的堵塞埠將過渡到loop-inconsistent狀態(堵塞),處於該狀態的埠不能傳遞任何流量.因此就不會產生層2環路.
配置Loop Guard:
Switch(config)# spanning-tree loopguard default /---啟用Loop Guard特性---/
注意,Loop Guard和Root Guard特性不可同時使用.
6. STP協議的協議
STP將一個環形網路生成無環拓樸的步驟:
選擇根橋(Root Bridge)
選擇根埠(Root Ports)
選擇指定埠(Designated Ports) 先查看交換機優先順序,優先選擇優先順序數值小的(默認32768,范圍:1~65535)優先順序高的可以忽略mac數值。【優先順序可以通過配置修改】
然後查看交換機的Mac地址,選擇數值小的
網橋ID(BID)=優先順序+Mac
網橋ID是唯一的,交換機之間選擇BID值最小的交換機作為網路中的根網橋 在非根網橋上選擇一個到根網橋最近的埠作為根埠
選擇根埠的依據是:
根路徑成本最低
直連(上游)的網橋ID最小
埠(上游)ID最小 在非根橋上, 選擇一個根埠(RP)
選擇指定埠的依據
在每個網段上,選擇1個指定埠
根橋上的埠全是指定埠
非根橋上的指定埠:
根路徑成本最低
埠所在的網橋的ID值較小
埠ID值較小 在每個網段選擇1個指定埠(DP)
STP計算結果
經過STP計算,最終的邏輯結構為無環拓樸
STP舉例
經過STP計算後的邏輯拓樸
BPDU(橋協議數據單元)
交換機之間使用BPDU來交換STP信息
BPDU
Bridge Protocol Data Unit -橋協議數據單元
使用組播發送BPDU,組播地址為:
01-80-c2-00-00-00
BPDU分為2種類型:
配置BPDU - 用於生成樹計算
拓樸變更通告(TCN)BPDU - 用於通告網路拓樸的變化
7. stp中根橋,根埠,指定埠,備用埠分別是什麼
摘要 根橋(root bridge):在生成樹協議中,是指交換拓撲信息的網橋,當需要改變拓撲時,在一個生成樹執行中帶有指定的網橋來通知在網路中的其它所有的網橋。
8. 計算機網路關於STP的知識能詳細介紹一下嗎 (根橋選舉,指派埠,根埠,非指派埠)
生成樹協議運行生成樹演算法(STA).生成樹演算法很復雜,但是其過程可以歸納為以下3個步驟:
(1)選擇根網橋
(2)選擇根埠
(3)選擇指定埠
關於選擇根網橋:選擇根網橋的依據是網橋ID,網橋ID由網橋優先順序和網橋MAC地址組成。網橋的默認優先順序是32768.使用show
mac-address-table時,顯示在最前面的MAC地址就是計算時所使用的MAC地址。網橋ID值小的為根網橋,當優先順序相同時,MAC地址小的為根網橋。
關於選擇根埠:每個非根交換機選擇一個根埠。選擇順序為:到根網橋最低的根路徑成本→發送BPDU的網橋ID較小→埠ID較小的。埠ID由埠優先順序與埠編號組成。默認的埠優先順序為128。
關於選擇指定埠:每個網段上選擇一個指定埠。選擇順序為:根路徑成本較低→發送BPDU的交換機的網橋ID值較小→本埠的ID值較小。另外,根網橋的介面皆為指定埠,因為根網橋上埠的根路徑成本為0
9. 思科交換機STP的配置
STP有幾種類型
傳統STP (就是最先時開發者DJkstr設計的,名字有沒有錯我就模糊了)
PVST (每vlan生成樹,針對每一個vlan都有一個獨有的生成樹來維護vlan之間的不環路)
RPVST (快速生成樹,PVST的升級版,利用一些埠狀態的重新定義,減少了很多不必要的時間,類是在傳統STP上開啟了uplinkfast,backbonefast,等效果)
MST (這個就是為了解決PVST的不足,假設在一個網路中有100個VLAN,那麼每個交換機都要維護100個生成樹實例,這樣開銷太大,所以MST可以把多個vlan捆綁在一起,用一個生成樹實例來維護)
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cisco默認是啟用pvst,所以你的拓撲圖用的是這個樹。那麼我陪你分析下為什麼switch 0 的第二根會滅掉吧。
1. 在這兩台交換機之間必須選舉一個根橋,這個沒問題吧?(目的是以根橋為中心展開一個沒有環路的拓撲結構),如何展開之後我在給你做分析。
2.很明顯,你的根橋是SW1,這個沒問題把?(不信你看看SW1-vlan1的mac地址是不是比SW0-vlan1來的小。)
3.sw1知道自己是根橋之後,主動把自己的所有埠設置成 指定埠(DP)
4.sw0的兩個埠都從根橋那兒收到兩個BPDU,首先比較下cost值,發現他們的cost都是19(100M鏈路默認19),沒辦法了比比別的吧,
5.在比比sender的mac地址水的更小吧, 在這個拓撲中又不行了,sw0發現兩個埠收到的都是SW1本身的mac,結果是又吹了。再比比別的.
6.我們比比發送者的埠號吧 ? ,埠序號吧,這東西總不可能一樣了吧....,結果出來了,不信你看看sw1上,下面那個埠是不是比上面那個埠序號來的大。
10. 關於STP(生成樹協議)的埠
根埠和指定埠在轉發數據上沒有區別。
非指定埠處於監聽狀態,只是不轉發幀,所以能接受數據。