STP之根端口、指定端口and阻塞端口

问题来源：

       1.冗余链路：冗余连接可以防止中的单点失效的问题；冗余连接也导致了交换回路的出现。

2. 交换回路引发的问题：广播风暴；同一帧的多拷贝；不稳定的MAC地址表。

3. STP介绍：通过阻塞一个或多个冗余端口，维护一个无回路的网络（IEEE802.1d）

生成树协议是一种桥嵌套协议，在IEEE 802.1d规范里定义，可以用来消除桥回路。它的工作原理是这样的：生成树协议定义了一个数据包，叫做桥协议数据单元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。网桥用BPDU来相互通信，并用BPDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消 除。

生成树协议工作时，正常情况下，交换机的端口要经过几个工作的转变。物理链路待接通时，将在block停留２０s，之后是listen状态15s，经过１５秒lear n，最后成为forward状态。
       工作过程：运行生成树算法(STA)的交换机定期发送BPDU；选取唯一一个根网桥；在每个非根网桥选取唯一一个根端口；在每网段选取唯一一个标志端口。
        (1) 选取唯一一个根网桥：BPDU中包含Bridge ID;Bridge ID(8B)=优先级(2B)+交换机MAC地址(6B);一些交换机的优先级默认为32768，可以修改；优先级值最小的成为根网桥；优先级值相 同，MAC地址最小的成为根网桥；Bridge ID值最小的成为根网桥；根网桥缺省每2秒发送一次BPDU；
        (2) 在每个非根网桥选取唯一一个根端口：根网桥上没有根端口；端口代价最小的成为根端口；端口代价相同，Port ID最小端口的成为端口；Port ID通常为端口的MAC地址；MAC地址最小的端口成为根端口；
        (3)   在每网段选取唯一一个标志端口：端口代价最小的成为标识端口；根网桥端口到各网段的代价最小；通常只有根网桥端口成为标识端口；被选定为根端口和标识端口的进行转发状态；落选端口进入阻塞状态，只侦听BPDU；
       (4)   阻塞端口在指定的时间间隔（缺省20秒）收不到BPDU时，会重新运行生成树算法进行选举；缺点：在运行生成树算法的过程中，网络处理阻断状态，所有端口都不进行转发。计算过程缺省为50秒。
        根端口是到根桥开销最低的端口，所谓的根端口即用来向根桥发送数据的端口。
       交换网络里根端口和指定端口以外称为非指定端口，非指定端口在网络里面被生成树协议设为阻塞状态。

每个网络中只有一个根网桥；每个非根网桥只有一个根端口；每个网段只能有一个指定端口；根网桥无根端口；跟网桥端口全为指定端口；其余端口则为阻塞端口。

 

 

注:端口代价 (即端口路径成本)实质上为各端口成本之和（包括自身）,各端口成本在STP中有规定,以前版本的STP默认1Gb和10Gb/s带宽的为1,100M的 为10，10M的为100. 但由于现在现在100GMb/s带宽网络的广泛应用,10Gb/s带宽的网段的端口的成本则为2，1Gb/s的为4，100M的为19，10M的为 100.

另外,在计算端口代价的时候要注意是BPDU进入是增加路径成本。（当然在一条路径上计算时你可以要么计算出去的端口成本，要么计算进入的端口成本。）

根端口及指定端口的选取将按照一下优先级：

     1.端口代价；

      2.拥有“最低交换机ID的邻近交换机 ”     ；

      3. 最低优先级值端口；

     4.物理编号最低的端口。