網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)入門4

                                         以太網(wǎng)以及STP相關(guān)概念

以太網(wǎng)/LAN(local area network )的相關(guān)概念：
問題：
信號傳輸距離有限；
解決方案：
中繼器 - 放大電信號，延長信息的傳輸距離；

中繼器帶來的問題：
只有2個端口，連接設(shè)備少；
解決方案：
集線器 - 多端口的中繼器，可以連接多個設(shè)備；
集線器的問題：
不同終端設(shè)備發(fā)送的信號，會產(chǎn)生沖突；
針對信號沖突的緩解方案：
CSMA/CD ，帶有沖突檢測的，載波偵聽多路訪問機制；
引入新的設(shè)備 :
網(wǎng)橋(bridge) - 隔離沖突域；
問題：
網(wǎng)橋設(shè)備端口較少，只能連接2個設(shè)備；
解決方案：
引入新的設(shè)備 ：
交換機 - 多端口的網(wǎng)橋，可以實現(xiàn)
沖突域的隔離；

                                               STP生成樹協(xié)議
                                         傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)存在的問題：
單點故障

解決方案：
增加冗余鏈路
增加冗余設(shè)備
先搞清楚環(huán)路是如何形成？

隨之而來的問題：
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路；
產(chǎn)生環(huán)路的數(shù)據(jù)，會不斷的在網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸，從而消耗
網(wǎng)絡(luò)中鏈路資源和設(shè)備資源；
解決方案：
在交換機上運行 STP 協(xié)議；

STP - 生成樹協(xié)議； （802.1D）

-作用
    存在冗余鏈路的情況下，實現(xiàn)環(huán)路的防護；
-實現(xiàn) 
    BPDU - 橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元 

-分類
  PVST \ RSTP  \ MSTP 

工作過程：
1、確定交換機角色
根交換機
非根交換
原則：比較每個交換機的 BID（橋ID），越小越好；
組成：
優(yōu)先級+MAC
優(yōu)先級 - 默認是32768
MAC - 交換機的主板MAC（基MAC）

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2、確定端口角色
根端口 - 每一個非根交換機只有一個距離根交換機最近的口
指定端口 - 每一個“沖突域”中都存在一個距離根交換機最近的口
非指定端口- 其他所有端口，都叫做非指定端口

如何表示“距離” ？
    在 STP 中，通過　cost　表示一個路徑的距離；
    對于某些鏈路，均有默認的 cost 值：
        10M - cost 100 ； 
        100M - cost 19 ; 
        1G - cost 4 ;
        10G - cost 2 ;
BPDU - 
  Root-ID   //表示根交換機是誰；
  Cost      //表示發(fā)送該BPDU的交換機到達 根交換機 的距離
  BID       //表示發(fā)送該BPDU的交換機的名字；
  Port-ID   //表示發(fā)送方交換機是在哪個端口發(fā)送出來的；
               -組成：
                   端口優(yōu)先級.端口號
                      -優(yōu)先級默認值為 128 ； 

3、確定端口狀態(tài)
disable // 相當于shutdown，此時端口不能使用；
listening //偵聽，該狀態(tài)偵聽的是BPDU，用于確定端口角色
learning //學習，該狀態(tài)學習的是MAC,形成MAC地址表；
forwarding // 轉(zhuǎn)發(fā)， 即端口的最終轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；
（根端口 、指定端口）
block // 阻塞，此時的端口是不可以發(fā)送數(shù)據(jù)的；
（非指定端口）
4.交換機如何區(qū)分不同 VLAN 的 BPDU ：
我們使用 BID 中的 2 個字節(jié)的優(yōu)先級中的 低12 bit 作為
vlan 號 ；
由此得出：
前面2個字節(jié)的優(yōu)先級字段，真正用來表示優(yōu)先級的，僅有4
bit ； 所有呢，優(yōu)先級只能有 16 個 ；
但是，在表示優(yōu)先級數(shù)值的時候，后面的12bit，都必須算上
同時，必須是0；
即，每個交換機的 STP 的優(yōu)先級，都是 2的12次方的 0-15
倍數(shù)，即 4096的倍數(shù)；