生成树初始化与收敛

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1、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：选择一台单独

2、的交换机作为生成树的根。计算它自身到根交换机的最短路径。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。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。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。1．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（He

3、lloTime）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。2．生成树收敛的3个步骤当交换机（网桥）全部加电时，所有的网桥全部向连接端口发送BPDU信息，然后立即进入STP无环路逻辑拓扑计算。生成树从拓扑初始化到收敛成一个无环路的拓扑结构，可以分成3个步骤。第1步：选择根桥（RootBridge），唯一的根桥被选举。第2步：选择根端口（Ro

4、otPorts），其他的网桥计算一系列的根端口。第3步：选择指定端口（Designatedports），用于网段连接。1）步骤1：选择根桥如图8-8所示，网桥启动时SW-1、SW-2和SW-33台交换机全部发送BPDU声明自己是网桥，网桥的优先级均为32768，此时开始比较MAC值。SW-2收到SW-3来的BID32768.33-33-33-33-33-33，比自己的BID32768.22-22-22-22-22-22高，认为自己是网桥，但同时也收到SW-1的BPDU的BID值为BID32768.11-11-11-11-11-11比自己低，所以会认为SW-1

5、为根桥，SW-3也经过同样的比较，认为SW-1为根桥。图8-9显示了根桥计算对比后的结果。 图8-8 根桥选举 图8-9 根桥选举结果SW-2BPDUPayload的RootBID值变化如下，RootBID从SW-1学来，写入到端口1/1上，SenderBID为自己的桥BID（注意：SenderBID=BridgeID）。表8-4为SW-2选择前与选择后的比较。表8-4 SW-2如何选择根桥BID项原值（启动时）选择根桥后RootBIDBID32768.22-22-22-22-22-22BID32768.11-11-11-11-11-11SenderBIDB

6、ID32768.22-22-22-22-22-22BID32768.22-22-22-22-22-222）步骤2：选择根端口选择根桥完毕之后，非根桥交换机必须选择一个根端口，以便确定通信路径。一台网桥的根端口是离根桥最近的端口，这个“最近原则”是比较端口到根桥的最少路径开销，以太网的端口开销值参见前面的表8-1中的内容。图8-10显示了根端口的选举过程。如图8-10所示，根端口的所有端口的PathCost值全部为0，SW-1和SW-2为非根桥，它们必须选择一个根端口，SW-2收到从根桥来的Cost值为0，加上本身自己的Cost值为19，获得1/1端口的Cos

7、t为19，而SW-2的1/2端口从SW-3收到的Cost的值为19，加上自己本身的Cost值19，总共为38，所以SW的1/1口为根桥。同理，SW-3的1/1端口为根端口。3）步骤3：选择一个指定端口每一个以太网网段连接的端口必须有一个指定端口，每个以太网网段中的端口比较根桥路径开销（RootPathCost），最低值得为指定端口。下面将说明一种特殊情况。在图8-11展示的网络环境中分为：网段1、网段2和网段3。 图8-10 根端口的选举过程 图8-11 指定端口的选择过程SW-1的端口的根桥路径开销均为0，所有这两个段的指定端口为SW-1的1/1和1/2；

8、但是网段3中SW-2和SW-3之间相连的端口的根路径