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HCIE技术沙龙问题细化及答案2012-11-20第PAGE1页, 共 NUMPAGES \* Arabic \* MERGEFORMAT 18页HCIE技术沙龙问题细化及答案part3STP为什么需要生成树？以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）。STP如何工作？如何计算生成树？根桥的选择：在STP网络中，桥ID最小的设备会被选举为根桥。根端口的选择：每个非根桥设备都要选择一个根端口，根端口对于一个设备来说有且只有一个。根端口的本质是距离根桥最近的端口，这个最近的衡量标准是靠累计根路径开销来判定的，即累计根路径开销最小的端口就是根端口。指定端口的选择：在网段上抑制其他端口（无论是自己的还是其他设备的）发送BPDU报文的端口，就是该网段的指定端口。一旦根桥、根端口、指定端口选举成功，则整个树形拓扑建立完毕。在拓扑稳定后，只有根端口和指定端口转发流量，其他的非根非指定端口都处于阻塞（Blocking）状态，它们只接收STP协议报文而不转发用户流量。 STP有哪些端口角色？根据规定STP的端口角色应该为：端口状态目的说明Forwarding端口既转发用户流量也转发BPDU报文。只有根端口或指定端口才能进入Forwarding状态。Learning设备会根据收到的用户流量构建MAC地址表，但不转发用户流量。过渡状态，增加Learning状态防止临时环路。Listening确定端口角色，将选举出根桥、根端口和指定端口。过渡状态。Blocking端口仅仅接收并处理BPDU，不转发用户流量。阻塞端口的最终状态。Disabled端口不仅不转发BPDU报文，也不转发用户流量。端口状态为Down。但是实际上，当从MSTP模式切换到STP模式，运行STP协议的设备上端口支持的端口状态仍然保持和MSTP支持的端口状态一样，支持的状态仅包括Forwarding、Learning和Discarding，具体端口角色如下图：端口状态说明Forwarding在这种状态下，端口既转发用户流量又接收/发送BPDU报文。Learning这是一种过渡状态。在Learning下，交换设备会根据收到的用户流量，构建MAC地址表，但不转发用户流量，所以叫做学习状态。Learning状态的端口接收/发送BPDU报文，不转发用户流量。DiscardingDiscarding状态的端口只接收BPDU报文。BPDU是什么？BPDU：运行STP协议的设备采用配置消息BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元）交互信息，一般简称为BPDU。BPDU分为两大类：配置BPDU（Configuration BPDU）：用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文。TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）：当拓扑结构发生变化时，用来通知相关设备网络拓扑结构发生变化的报文。BPDU发送条件：配置BPDU：只要端口使能STP，则配置BPDU就会按照Hello Time定时器规定的时间间隔从指定端口发出。当根端口收到配置BPDU时，根端口所在的设备会向自己的每一个指定端口复制一份配置BPDU。当指定端口收到比自己差的配置BPDU时，会立刻向下游设备发送自己的BPDU。TCN BPDU：端口状态变为Forwarding状态，且该设备上至少有一个指定端口。指定端口收到TCN BPDU，向根桥复制TCN BPDU。STP的缺点？首先，STP没有细致区分端口状态和端口角色，不利于初学者学习及部署。从用户角度来讲，Listening、Learning和Blocking状态并没有区别，都同样不转发用户流量。 从使用和配置角度来讲，端口之间最本质的区别并不在于端口状态，而是在于端口扮演的角色。从使用和配置角度来讲，端口之间最本质的区别并不在于端口状态，而是在于端口扮演的角色。其次，STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢。再次，STP的算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备进行转发，传遍整个STP网络。RSTP特点？RSTP通过哪些方面进行了增强？通过端口角色的增补，简化了生成树协议的理解及部署。端口状态的重新划分配置BPDU格式的改变，充分利用了STP协议报文中的Flag字段，明确了端口角色。配置BPDU的处理发生变化快速收敛Proposal/Agreement机制根端口快速切换机制边缘端口的引入保护功能RSTP的端口角色