交換機(jī)配置教程 生成樹協(xié)議STP防止環(huán)路(1)

前面曾經(jīng)有過一篇文章，介紹如果企業(yè)只使用一臺(tái)交換機(jī)來組網(wǎng)，就會(huì)存在單點(diǎn)故障，如果交換機(jī)壞了，此時(shí)的幾個(gè)模塊之間都無法進(jìn)行正常的工作，客戶機(jī)不能訪問服務(wù)器，不能連接internet，不能訪問打印機(jī)，也就是一點(diǎn)發(fā)生故障，則整網(wǎng)絡(luò)無法正常工作。所以在一般的交換式網(wǎng)絡(luò)中，我們都需要對(duì)交換機(jī)進(jìn)行冗余，但是引入冗余又會(huì)發(fā)生一個(gè)問題，一個(gè)很嚴(yán)重的問題，就是網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。那么網(wǎng)絡(luò)環(huán)路會(huì)帶來廣播風(fēng)暴、多重復(fù)數(shù)據(jù)幀、MAC地址表不穩(wěn)定等因素。那么大家可以看到網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的問題確實(shí)不小，解決方法就是利用生成樹協(xié)議STP。

Spanning-Tree Protocol：簡(jiǎn)稱為STP，該協(xié)議可應(yīng)用于環(huán)路網(wǎng)絡(luò)，通過一定的算法實(shí)現(xiàn)路徑冗余，同時(shí)將環(huán)路修剪成無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)，從而避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中“長(zhǎng)生不老”。

以太網(wǎng)交換所所實(shí)現(xiàn)的快速生成樹協(xié)議RSTP(Rapid Spanning Tree Procotol)是生成樹協(xié)議的優(yōu)化版，其“快速”體現(xiàn)在根端口和指定端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的延時(shí)在某種條件下大大縮短，從而縮短了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞�(wěn)定所需要的時(shí)間。

MSTP(Multiple Spanning Tree Procotol)是多生成樹協(xié)議的縮寫，該協(xié)議兼容STP和RSTP。

咱們來詳細(xì)介紹一下STP：STP是為克服冗余網(wǎng)絡(luò)中透明橋接的問題而創(chuàng)建的，目的是通過協(xié)商一條到根網(wǎng)橋的無環(huán)路徑來避免和消除網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，它通過判定網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路的地方并動(dòng)態(tài)阻斷冗余鏈路來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。通過這種方式，它確保到每個(gè)目的地都只有一個(gè)路徑，所以永遠(yuǎn)都不會(huì)產(chǎn)生環(huán)路。

將環(huán)路中的一個(gè)次優(yōu)接口設(shè)置在Block(阻止)狀態(tài)，從而將環(huán)路打破。注意，僅僅是該接口設(shè)置為Block狀態(tài)，僅僅是一個(gè)狀態(tài)，而不是真正的將此接口關(guān)閉。因?yàn)橐坏┚W(wǎng)絡(luò)中其他鏈路出現(xiàn)了問題，這個(gè)被block的接口還可以還原為forwarding(轉(zhuǎn)發(fā))狀態(tài)。如圖所示：

基本思想：在此把每個(gè)交換機(jī)稱為網(wǎng)橋，所以我們?cè)诮榻B的時(shí)候，如果講到網(wǎng)橋，就知道是指的交換機(jī)就可以了。每個(gè)交換機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候，都認(rèn)為自己是根橋，那么就討論開始競(jìng)爭(zhēng)到底誰當(dāng)根，大家定義好一個(gè)游戲規(guī)則，在網(wǎng)橋之間傳遞特殊的消息BPDU(Bridge Procotol Data Unit)網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元，包含足夠的信息做以下工作：從網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)橋中，選出一個(gè)作為根網(wǎng)橋，然后再計(jì)算本網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最短路徑。而且根橋是每2秒鐘發(fā)送一次BPDU。BPDU數(shù)據(jù)幀中包括了很多內(nèi)容，如圖所示：

我們?cè)谶@里只關(guān)心網(wǎng)橋ID(包括兩個(gè)字節(jié)的優(yōu)先級(jí)和6個(gè)字節(jié)的MAC地址)。

選擇根橋的方法是比較每一個(gè)交換機(jī)的Bridge ID也就是橋ID，這個(gè)橋ID的格式是：

有兩部分組成：一個(gè)是橋優(yōu)先級(jí)，一個(gè)是MAC地址，但是思科的交換機(jī)優(yōu)先級(jí)默認(rèn)都是32768，如果優(yōu)先級(jí)相同，再比較后面的MAC地址，MAC肯定是不同的，所以小的就是根橋，

在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，只能有一個(gè)根網(wǎng)橋，其他的網(wǎng)橋就稱為非根橋;根橋上的每一個(gè)端口都稱為指派端口，也可以說根橋上的每個(gè)端口都是根端口，但是非根橋上的端口叫法就不同的，非根橋有一個(gè)端口叫根端口，其他端口叫非指派端口。

剛才我們說了，如果有多個(gè)交換機(jī)，選擇根網(wǎng)橋使用的是bridgeID，那這里在非根橋上我怎么知道哪個(gè)是根端口，哪個(gè)是非指派端口呢，這里也有一個(gè)準(zhǔn)則，就是依次比較每個(gè)端口到達(dá)根網(wǎng)橋所花代價(jià)+優(yōu)先級(jí)+MAC地址+端口號(hào)(從左到右依次比較軟小者)，這里又可以分為是一個(gè)交換機(jī)的多個(gè)端口和多個(gè)交換機(jī)的多個(gè)端口之間如果選擇。

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