二層STP的原理是什么

二層STP的原理是什么，相信很多沒有經(jīng)驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

STP
STP的終極目標：
從網(wǎng)絡的任何地方，都是去往跟 交換機 最短的 無環(huán)的數(shù)據(jù)轉發(fā)路徑
1 同一個網(wǎng)路：
面臨的第一個問題：單點故障
解決方案： 提供網(wǎng)絡冗余/備份
1設備的備份
2鏈路的備份
所帶來的新問題：
二層數(shù)據(jù)轉發(fā)環(huán)路
新的解決方案:
STP/RSTP-spanning-tree protpocol【生成樹協(xié)議】
凸顯出另外一個問題：利用率
解決方案：MSTP【生成實例樹協(xié)議】

共有標準協(xié)議：      
STP - 802.1d ，慢；
RSTP - 802.1w , 快了一點；
MSTP - 802.1s
為了在實現(xiàn)鏈路備份的同時，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉發(fā)的負載均衡，提高設備的利用率。
解決二層數(shù)據(jù)環(huán)路的協(xié)議
STP協(xié)議工作原理/過程：
1 選舉交換機角色：
根交換機（網(wǎng)橋）：
整個交換機網(wǎng)絡中有且僅一個【跟BID小的值優(yōu)先】
非根交換機：
除了根交換機  
2 選舉端口角色：
根端口：
任何一個非根交換機上，有且只有一個，
距離根交換機最近（cost）的端口
指定端口：
任何一個網(wǎng)段中且僅有一個，
距離根交換機最近的（cost）的端口
非指定端口：
剩下的所有端口，都是非指定的            
3 確定端口狀態(tài)：
down
listening： 偵聽
【偵聽的 BPDU，為了盡量的收集全所有的BPDU，進行比較】
learning :  學習
【此階段學習MAC地址表】
forwarding：轉發(fā)
【根端口和制定端口的最終狀態(tài)】
blocking  ：阻塞
【非指定端口對應的最終端口】

STP協(xié)議的所有功能都是通過BPDU報文來實現(xiàn)
BPDU -bridge protocol data unit 【橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元】

BPDU報文的基本構成：
root-id： 表示的是根交換機的ID
cost：  表示的是發(fā)送該BPDU的交換機到達根交換機的距離
bridge-id：表示的是發(fā)送該BPDU的交換機的名字
port-id： 表示的是發(fā)送該BPDU的交換機的出端口
由兩部分組成：
port-priority+port-number
【端口優(yōu)先級+端口號】
端口的優(yōu)先級：1個字節(jié)，默認值為128
端口號; 1個字節(jié)，是交換機上的端口的號碼
比如：交換機的 gi0/0/23 的 port-id 表示是 ： 128.23

我們可以在選舉“設備角色”和“端口角色”時候
基于“交換機角色”和“端口角色”的定義
對 BPDU 報文中的4個字段，從上向下依次進行比較。
首先比較的是 root-id ；
如果不相同，則選擇最小的為 Root-switch；
如果相同，則比較 cost ；如果不相同，則選擇最小的 cost ；
如果相同，則比較 bridge-id , 如果不相同，則選擇最小的；
如果相同，則比較 port-id , 如果不相同，則選擇最小的；

STP的收斂時間：30--50秒
hello -2秒
【根交換機發(fā)送BPDU 的時間周期，兩秒一次】
forward-delay=15秒 轉發(fā) 延遲
【表示在 listening 和learning分別 停留的時間】
max-age=20 秒 最大生命時間20 秒
【每通過一個交換機減一秒，最高20秒】

     配置命令以及解釋：
[huawei]stp priority

【STP的優(yōu)先級，默認是32768設置時數(shù)值必須是 4096的倍數(shù)】

[huawei-gi0/0/23] stp cost
【修改一個端口上的 STP 的 cost 】  
華為交換機上，1000M端口的cost默認是 20000 ；

[huawei]display stp  
【可以查看到交換機運行的 STP 的模式,以及自己和根交換機的 BID 信息】
[huawei]display stp brief
【可以查看到交換機上的每個啟用了STP 的端口的角色與狀態(tài)】

[huawei]display stp interface gi0/0/23
【可以查看該接口的 cost ，以及發(fā)送和接收BPDU的情況】

MSTP配置：
[A]stp region-configuration
【stp域的配置】
[A-mst-region]region-name 1
【給域起名字】
[A-mst-region]instance 1 vlan 10 20
【創(chuàng)建實例1 把vlan 10 20 加入】
[A-mst-region]active region-configuration
【激活域配置】
[A]stp instance 2 priority 4096
【給實例2 設置優(yōu)先級】
[A]display stp instance 1
【查看實例1的stp是否優(yōu)先級生效】

看完上述內容，你們掌握二層STP的原理是什么的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！