STP的功能与配置简介.docVIP

STP简介 D3生成树的状态： D4 1. STP的用途 STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是根据IEEE协会制定的802.1D标准建立的，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。 STP包含了两个含义，狭义的STP是指IEEE 802.1D中定义的STP协议，广义的STP是指包括IEEE 802.1D定义的STP协议以及各种在它的基础上经过改进的生成树协议。 2. STP的协议报文 STP采用的协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），也称为配置消息。 STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。BPDU中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。 BPDU在STP协议中分为两类： ?????????????? 配置BPDU（Configuration BPDU）：用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文。 ?????????????? TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）：当拓扑结构发生变化时，用来通知相关设备网络拓扑结构发生变化的报文。 3. STP的基本概念 (1)??????? 根桥 树形的网络结构，必须要有树根，于是STP引入了根桥（Root Bridge）的概念。 根桥在全网中只有一个，而且根桥会根据网络拓扑的变化而改变，因此根桥并不是固定的。 网络收敛后，根桥会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU，其它的设备对该配置BPDU进行转发，从而保证拓扑的稳定。 (2)??????? 根端口 所谓根端口，是指一个非根桥的设备上离根桥最近的端口。根端口负责与根桥进行通信。非根桥设备上有且只有一个根端口。根桥上没有根端口。 (3)??????? 指定桥与指定端口 指定桥与指定端口的含义，请参见表1的说明。 表1 分类 指定桥 指定端口 对于一台设备而言 与本机直接相连并且负责向本机转发配置消息的设备 指定桥向本机转发配置消息的端口 对于一个局域网而言 负责向本网段转发配置消息的设备 指定桥向本网段转发配置消息的端口 ? 指定桥与指定端口如图1所示，AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2分别表示设备Device A、Device B、Device C的端口。 ?????????????? Device A通过端口AP1向Device B转发配置消息，则Device B的指定桥就是Device A，指定端口就是Device A的端口AP1； ?????????????? 与局域网LAN相连的有两台设备：Device B和Device C，如果Device B负责向LAN转发配置消息，则LAN的指定桥就是Device B，指定端口就是Device B的BP2。 图1 ?? 说明： 根桥上的所有端口都是指定端口。 ? (4)??????? 路径开销 路径开销是STP协议用于选择链路的参考值。STP协议通过计算路径开销，选择较为“强壮”的链路，阻塞多余的链路，将网络修剪成无环路的树型网络结构。 4. STP的基本原理 STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程，其中包含的几个重要信息如下： ?????????????? 根桥ID：由根桥的优先级和MAC地址组成； ?????????????? 根路径开销：到根桥的最短路径开销； ?????????????? 指定桥ID：由指定桥的优先级和MAC地址组成； ?????????????? 指定端口ID：由指定端口的优先级和端口名称组成； ?????????????? 配置消息在网络中传播的生存期：Message Age； ?????????????? 配置消息在设备中能够保存的最大生存期：Max Age； ?????????????? 配置消息发送的周期：Hello Time； ?????????????? 端口状态迁移的延时：Forward Delay。 ? ?说明： 为描述方便，在下面的描述及举例中仅考虑配置消息的其中四项内容： ?????? 根桥ID（以设备的优先级表示）； ?????? 根路径开销； ?????? 指定桥ID（以设备的优先级表示）； ?????? 指定端口ID（以端口名称表示）。 ? (1)??????? STP算法实现的具体过程 ?????????????? 初始状态 各台设备的各个端口在初始