STP及链路聚合

STP及链路聚合

STP生成树协议及链路聚合

一、STP概述

STP简介

通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文，网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，简称BPDU），来确定网络的拓扑结构。BPDU有两种，配置BPDU（Configuration BPDU）和TCN BPDU。前者是用于计算无环的生成树的，后者则是用于在二层网络拓扑发生变化时产生用来缩短MAC表项的刷新时间的（由默认的300s缩短为15s）

逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生 当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用

交换网络环路的产生

广播风暴的形成 多帧复制 MAC地址表紊乱

二、工作原理

1.生成树算法

​ 三步骤

1. 选择根网桥>>>网桥ID是唯一的；选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥（取值范围：0~65535；缺省‘’默认‘’值：32768）

2. 选择根端口>>>到根网桥最低的路径成本，直接的网桥ID最小，端口ID最小。根路径成本：网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和。根网桥上的端口都不是根端口

   链路带宽	路径成本
   10	100
   100	19
   1000	4
   10000	2

3. 选择指定端口>>>根桥上的端口全是指定端口，在每一个网段上选择一个指定端口，非根桥上的指定端口选择顺序：根路径成本较低>所在的交换机的网桥ID的值较小>端口ID的值较小。（端口ID取值范围：0~255，缺省值：128）

BPDU桥协议数据单元，配置BPDU–用于生成树计算，使用组播发送BPDU，拓扑变更通告用于通告网络拓扑的变化。BPDU报文字段：其中包含根网桥ID、根路径成本、发送网桥ID、端口ID和计时器等。

（在每个网段选择1个指定端口）

三台交换机的生成树协议选举

2.BPDU（桥协议数据单元）

使用组播发送BPDU

类型：配置BPDU；拓扑变更通告（TCN）BPDU

报文字段：根网桥ID、根路径成本、发送网桥ID、端口ID

STP利用BPDU选择根网桥

当一台交换机第一次启动时，先假定自己是跟网桥，在BPDU报文中的跟网桥ID字段填入自己的网桥ID，并向外发送。 交换机比较接收的BPDU报文中的根网桥ID与自己的网桥ID的值哪个更小，如果接收到的BPDU中的根网桥ID值小于自己的网桥ID值，则用接收到的根网桥ID替换现有的根网桥ID，并向外转发。 收敛后，如果有一台网桥ID值更小的交换机加入进来，那么，它首先把自己当做一个跟网桥在网络中通告。

3.STP的收敛

交换机端口的STP状态

4.STP计时器

STP在交换机相互发送BPDU报文时，尽力形成一个无还路的拓扑。STP利用三种计时方法来确保一个网络正确的收敛。

HELLO时间：网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔。在IEEE802.1q标准规定的默认访问时间为2秒。 转发延迟：一个交换机端口在Listening（侦听）和Learning（学习）状态所花费的时间间隔，默认值各为15s。 最大老化时间：交换机在丢弃BPDU报文之前存储它的最大时间。从阻塞到侦听（20s）从侦听到学习（15s） 从学习到转发（15s)

链路聚合

链路聚合，是将多个物理二层链路捆绑为一个逻辑二层链路的技术。链路聚合解决什么问题：

增加链路带宽：多个小带宽链路汇聚为一个大带宽链路，一般采用负荷分担模式：符合分担是基于流来进行的，避免乱序。 增加链路的可靠性：通过冗余的多个链路，一条物理链路出问题，不影响整个逻辑链路。

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