《HCNA网络技术学习指南》第四章

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环路问题

• MAC地址表翻摆
• 广播风暴
• 多帧复制
  （以上三点作为背景了解）
• 一些基本术语：
  • 桥：等于交换机，因为早期的交换机只有两个端口，类似于两个设备交换用的“桥梁”
  • 桥的MAC地址： 端口编号最小的端口对应的MAC地址作为整个桥的MAC地址
  • 桥ID：共6字节，前两字节是桥优先级，可人为设定，缺省值为0x8000，后4字节是桥的MAC地址
  • 端口ID：两种定义方式
    • 方式一：两字节，第一字节代表该端口优先级，第二字节代表端口编号
    • 方式二：16比特，前4比特端口编号，后12比特端口编号

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STP树

• STP协议基本原理：在一个具有物理环路的交换网络中，交换机通过运行STP协议，自动生成一个没有环路的工作拓扑（STP树）
• 生成过程：选举根桥，确定跟端口，指定端口，阻塞备用端口

步骤一：选举根桥

交换机上电之初都会认为自己是根桥，它们之间会不断交换STP协议帧，这些协议帧的载荷数据是BPDU（Bridge Protocol Data Unit），其中包含BID
选举出一个BID最小的交换机作为根桥

步骤二：确定根端口

• 此步骤针对非根桥而言
• 选择一个到根桥开销（RPC：Root Path Cost）最小的端口作为根端口
• 若RPC相同，比较上行设备BID（上行设备：从该桥前往根桥路径上最近的一个设备）
  • 若BID相同（两个端口在一个上行设备上）：选择上行设备PID较小的端口对应的本桥端口作为根端口
  • 若BID不同： 选择上行设备BID较小的端口对应的本机端口
  • ！！注意！！RPC相同时，不是比较本桥端口号，二是比较上游设备的一些标识

步骤三：确定指定端口

• 此步骤讨论网段与端口之间的关系，而不是桥与桥之间端口的关系
• 步骤同指定根端口
  • 选择RPC小的端口
  • RPC相同，选择所在桥BID小的端口
  • RPC, BID均相同，选择PID小的端口
  • 根桥不存在根端口

步骤四：阻塞备用端口

• 交换机上所有非根端口和非指定端口的端口统称备用端口
• STP对这些端口进行逻辑阻塞，它们不能转发用户数据帧，但可以发送接收STP协议帧

STP报文格式

• 载荷数据BPDU分两种：Configuration BPDU和TCN（Topology Change Notification）BPDU
• Configuration BPDU
  • 报文格式：
  • 三类参数： 自身标识，进行STP计算的参数，时间参数（Hello Time，Forwarding Delay，Message Age，Max Age）
• TCN BPDU
  • 发生故障时，检测到故障的桥会向上游发送该类报文

STP端口状态

• 去能，阻塞，侦听，学习，转发
• 变化过程
• 一种改进：RSTP：只有去能，学习，转发三种状态；P/A机制