OSI模型第二层数据链路层-STP协议

1.stp协议的由来。

在二层网络中，交换机起到了很重要的作用，如果有一台交换机出现故障会影响网络的使用，为了避免存在单点故障，在实际的二层链路中会采用链路冗余，也就是采用交换设备之间多条联络连接，即多台交换机之间都有连接，这样即使一台交换机故障了，也可以使用其他交换机。这就是链路冗余。

链路冗余会------带来环路。

1.1环路影响一----广播风暴。

 

上图主机A发送arp报文，交换机B收到后，除接收端口外，其余端口都发送一份。B-->A-->C--->B这样循环（外圈）

交换机A收到交换机C的报文后又发给交换价B。B-->C-->A--B(内圈)

由于交换价没有TTL值，所以这些报文一直这样循环，占用交换机资源。

而且主机B会收到2份报文。试想你下了一份手机壳的单，过来两份手机壳，还是货到付款的。

1.2环路影响二---mac地址震荡。

 

上图，主机A发送arp报文。交换机B首先是学习主机A的mac地址在G0-0-3上。并且交换机B吧数据帧发给A--->C---->B并且从G0-0-2口又学习到同一mac地址。

交换机以后学习到的mac地址为准，（因为平时办公室用笔记本电脑，直接吧网线拔了，去另个办公室插上，还能上网。）

就会产生mac地址在两个端口跳。导致交换机获取mac地址不稳定。

2.生成树计算过程

2.1根交换机的选举。

 

1.选桥(交换机是由网桥演变过来的)ID小的为根交换机，上图中SWA最小，选为根。

2.每个交换机刚启动的时候都认为自己是根交换机，然后在和网络中发送BPDU报文和交换设备比桥ID。

3.桥ID的组成32768(优先级).00e0-fc16-ee43(mac地址)  其中优先级可以修改，取值范围为0-65535里面4096*n也就是4096倍数 （n取0及正整数）

2.2非根交换机的根端口选举。

 

1.选开销小的（带宽越大，开销越小）距离根交换机越近。

2.邻居桥ID小的。

3.端口ID（端口号）（上游的端口）选小的

2.3选举网段的指定端口

 

0.这个网段是指数据链路段，比如交换机B和C之间的连线就是网段。

1.选开销小的（带宽越大，开销越小）距离根交换机越近。

2.邻近交换机 桥ID小的。

3.端口ID（端口号）（上游的端口）选小的

剩余交换机端口进行阻塞。

3.交换机端口的角色

交换机端口状态：

各个状态的转换

 

开机后从disabled转listenning，listenning状态默认停留15秒，如何接收到的bpdu被告知需要blocking，就直接进入阻塞状态。

否则进入learning状态，默认停留15秒，如果需要阻塞，直接进入blocking状态，否则进入forwarding状态就成为正常使用端口。

如果需要阻塞，直接进入blocking状态。

根交换机每隔两秒中发送一个bpdu报文，告知非根交换机状态（是否还活着）。非根交换机20s收不到根交换机报文，则视为根交换机已死，重新选举根交换机。