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生成树连载3:STP初始化与收敛

要保证企业的网络中的关键应用可持续性,就需要对交换网络进行冗余设计,然而这将产生广播风暴、“网络环路”等问题,严重时,将导致整个网络瘫痪?于是,STP生成树解决办法出现了……


网络冗余设计与广播风暴的矛盾
广播风暴的克星:设计STP网络生成树
技术剖析:STP生成树初始化与收敛
案例分析:观察生成树收敛过程
实战剖析:STP生成树如何配置?
技术进化:RSTP快速生成树配置

生成树初始化与收敛
STP建立一个根节点,称为根网桥,并构建了一种拓扑,在这种拓扑中,网络中每一个节点都只有一条路径可以到达,最终生成的树起源于根节点,不属于最短路径树的一部分冗余链路会被阻塞,因为这样的路径被阻塞了,所以实现一个无环路的拓扑是有可能的。在阻塞链路上收到数据帧将会被丢弃。

STP需要网络设备互相交换消息来检测桥接环路,交换机发送的用于构建无环路拓扑的消息称为网桥协议数据单元。阻塞端口会不断收到BPDU,以保证当活动路径或设备发生故障的时候,仍然可以计算出一棵新的生成树。BPDU将提供足够的信息,所有交换机利用此信息可以完成以下的工作:

n选择一台单独的交换机作为生成树的根。
n计算它自身到根交换机的最短路径。
n对于每一个LAN网段,指定一台交换机作为最接近的交换机,称它为指定交换机,指定交换机处理所有从LAN到根交换机的通信。
n每个非根交换机选择自身的一个端口作为根端口,它是到根交换机路径最短的接口。
n在每个网段上选择属于生成树一部分的端口作为指定端口,非指定端口将被阻塞掉。

STP四步初始化原则
STP在建立无环路逻辑拓扑时候,STP必须遵守“STP 四步初始化原则”,即:
第1步:最低的根BID。
第2步:最低的路径开销到根桥。
第3步:最低的发送方BID。
第4步:更低的端口ID。
当一台网桥设备加电起动时,按照(Hello Time)时间间隔为2秒频率向所有端口发送BPDU,网桥通过以上4个步骤来确定每个端口得到最优先的BPDU。如果自己最优先,则发送个对方,否则停止发送,接受对方的BPDU。如果在20秒时间未能收到对方发来的优先级高的BPDU的话,则又开始重新发送BPDU来确认最优的BPDU。

(2011-06-23)