【转载】STP选举（步骤+案列）详解

目录

一、STP生成树选举步骤：

第一步：选择根桥（ROOT）

第二步：选择根端口（RP）

第三步：选择指定端口

第四步：选择阻塞端口

STP生成树选举案列（一）：

STP生成树选举案列（二）：

STP生成树选举案列（三）：

STP生成树选举拓展案列（四）：

一、STP生成树选举步骤：

第一步：选择根桥（ROOT）

交换机每两秒发送BPDU报文，BPDU的老化时间为20秒；

BPDU包含：BID（桥ID），RID，PORT-ID；BPDU的发送间隔时间、BPDU的老化时间、转发延迟时间（15秒）、MAX age、flags等。
通过互相发送的BPDU里面的BID参数选择根桥，而BID由优先级和MAC地址（交换机背板mac地址或管理mac地址）组成，优先级默认为32768（数值越小越优先）；先比较优先级，后比较MAC地址。如优先级相同在比较MAC地址，数值都是越小越优先；

注意：

• ①根桥交换机上面所有接口为指定端口（DP）。
• ②交换机每一个vlan拥有一个mac地址，同属一个vlan则mac地址相同，在交换机接口所属 的vlan 中，谁的mac地址最小，交换机就把这个最小的mac地址当作背板mac 地址（管理mac地址），也就是BID中的mac地址（vlan ID：1-4096），默认情况VLAN 1 mac地址最小
• ③BPDU默认是在本征VLAN（即VLAN1）里面传输的！native vlan
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第二步：选择根端口（RP）

在每个非根桥交换机上选择且只能选择一个根端口，根端口就是说去往根桥最近的那个端口；

选举原则如下：

• ①先比较去往根桥的COST值（开销值）；去往根桥方向出接口累加COST值（接口cost值越小，代表越近）（cost值计算：10M接口=100；100M接口=19；1G接口=4；10G接口=2）
• ②如果COST值相同，比较根桥BID
• ③如果BID相同比较对方接口的 port-id，Port-id由接口优先级和接口编号组成，接口优先级默认128，先比较优先级在比较接口编号，数值小优先
• ④如对方的 PORT-id 也一样，则比较自己这端的 Port-id
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第三步：选择指定端口

在任意两台交换机之间链路选择且只能选择一个指定端口；

选择原则如下:

• ①先比较两台非根桥交换机根端口去往ROOT的COST值，谁的RP去往ROOT的COST值小，对应的连接其他非根桥接口为DP接口
• ②如果COST值相同，比较对方交换机BID
• ③ 如果BID相同比较对方接口的port-id，Port-id由接口优先级和接口编号组成，接口优先级默认128，先比较优先级在比较接口编号，数值小优先
• ④如对方的PORT-id也一样，则比较自己这端的Port-id
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第四步：选择阻塞端口

• 既不是根端口也不是指定端口的为阻塞端口（阻塞端口不转发数据帧，破环二层环路）

注：

• BPDU默认是在本征VLAN（即VLAN1）里面传输的！native vlan
• 生成树的收敛：当一条好的链路出现故障，生成树要重新收敛。阻塞端口由阻塞状态变为转发状态，普通STP生成树，收敛时间约为30s~50s
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STP生成树选举案列（一）：

1、选择根桥（root）：

BID中优先级默认为32768，都相同，则查看mac地址。而sw1的mac地址为0......A，数值越小越优先，则sw1为根桥交换机（root）

2、选择根端口（RP）：

在每个非根桥交换机选择且只能选择一个根端口，根端口就是说去往根桥最近的那个端口；

假设以上的接口均为100M的接口，则sw2的f0/1：cost值=19；f0/5的cost值=38，则f0/1为根端口（RP），同理f0/4也为根端口（RP）

3、选择指定端口：

根据：比较两台非根桥交换机根端口去往ROOT的COST值，谁的RP去往ROOT的COST值小，对应的连接其他非根桥接口为DP接口。如果COST值相同，比较对方交换机BID原则：

首先两台非根桥交换机根端口去往ROOT的COST值都为19，则比较对方交换机BID，则sw2胜出。则sw2上f0/5为指定端口（DP）

4、选择指定端口：

根据既不是根端口也不是指定端口的为阻塞端口，sw3的f0/6为阻塞端口

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STP生成树选举案列（二）：

1、选择根桥（root）：

BID中优先级默认为32768，都相同，则查看mac地址。而sw1的mac地址为0......A，数值越小越优先，则sw1为根桥交换机（root）

2、选择根端口（RP）：

在每个非根桥交换机选择且只能选择一个根端口，根端口就是说去往根桥最近的那个端口；

假设以上的接口均为100M的接口，则sw2的 f0/1：cost值=19；f0/2的cost值=19，f0/7的cost值=38，此时f0/1和f0/2的BID和cost值均相同，则比较对方接口的 port-id，Port-id由接口优先级和接口编号组成，接口优先级默认128，先比较优先级在比较接口编号，数值小优先，则f0/1为根端口（RP），同理f0/6也为根端口（RP）

3、选择指定端口：

根据：比较两台非根桥交换机根端口去往ROOT的COST值，谁的RP去往ROOT的COST值小，对应的连接其他非根桥接口为DP接口。如果COST值相同，比较对方交换机BID原则：

首先两台非根桥交换机根端口去往ROOT的COST值都为19，则比较对方交换机BID，则sw2胜出。则sw2上f0/7为指定端口（DP）

4、选择指定端口：

根据既不是根端口也不是指定端口的为阻塞端口，sw3的f0/8和sw2的f0/2为阻塞端口

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STP生成树选举案列（三）：

注：首先对sw1和sw2之间的链路进行链路捆绑，消除环路带来的影响

第一步：选择根桥：

由案例一二有，sw1为根桥

第二步：选择根端口：

因为sw1和sw2之间进行了链路捆绑，所以port-channel 2和sw3上的f0/7为根端口

第三步：选择指定端口：

port-channel 2和sw3上的f0/7的cost值相同，比较BID，sw2胜出，即sw2上的f0/9和f0/10为指定端口

第四步：选择阻塞端口：

剩下的f0/6和f0/8为阻塞端口

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STP生成树选举拓展案列（四）：

HUB集线器简介：

集线器（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。集线器是运作在OSI模型中的物理层。它可以视作多端口的中继器，若它侦测到碰撞，它会提交阻塞信号。

集线器通常会附上BNC and/or AUI转接头来连接传统10BASE2或10BASE5网络。

由于集线器会把收到的任何数字信号，经过再生或放大，再从集线器的所有端口提交，这会造成信号之间碰撞的机会很大，而且信号也可能被窃听，并且这代表所有连到集线器的设备，都是属于同一个碰撞域名以及广播域名，因此大部份集线器已被交换机取代， 只有极少部分还被应用。

AP和HUB工作在半双工模式

当pc1发送ping包给pc2时，因为交换机与集线器之间的环路，而导致失败，所以此时需要生成树的选举，而HUB工作在物理层，不会关心mac地址，更不会关心BPDU报文，所以只能在sw上进行生成树的选举

sw上根据port-id选举则f0/2被阻塞，不会造成环路问题。

注：

• 1、对于STP生成树（普通生成树）而言，所有vlan运行一颗生成树
• 2、STP生成树收敛时间30s~~50s
• 3、网线的有效传输距离为120米，通常70-80就差不多了，大于 120米则会出现丢包，延迟现象，所以HUB早期应用之一两个pc之间的传输解决网线距离不足问题
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