网桥 以及 IEEE802.1D 生成树协议

（一）网桥

网桥是一个layer 2设备，能够连接两个不同的网段.

如图

H1 H2位与同一个LAN H3 H4位于同一个LAN，如果H1想要和H3进行通信，这个时候就要通过网桥来帮忙。

几个LAN用网桥连接起来的叫做一个BLAN，可以把整个连接起来的看成一个逻辑上的LAN，这个LAN上的主机，可以像普通LAN上的主机一样互相通信。

 

网桥的功能：

1- 数据的转送和过滤

2- 网桥的地址学习

3-解决LAN上的回路的问题  （回路会网路更可靠，但是会导致重复接受数据，会造成地址学习的错误）

 

网桥自学习算法

DMAC是目标MAC地址，SMAC是源MAC地址，大抵意思是 比如现在从路由器的X端收到一个数据，先判断一下目标MAC地址有没有在该路由器的转发表里面，如果不在里面，则在除了X端口的转发广播，寻找这个设备在哪里；如果在转发表里面，则判断目标MAC地址是不是属于端口X，如果是则过滤掉这个数据，如果不是就从对应的端口转发出去。

接下来是网桥的学习，看一下源MAC在不在转发表，如果已经在转发表里面了，看一下转发表里面的源MAC地址以前对应的端口是不是x，如果是x就不改，如果不是x就改成x；如果没有就记录下来。

 

（二）802.1D生成树协议 （解决回路问题）

STP协议中定义了根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路径开销（Path Cost）（每一个端口都一个PC）等概念，目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化

根桥就是标识号最小的网桥

STP的目标

对于每一个网桥，他可以找到一个从它到根桥的最短路径，最短路径对应的那个网桥的端口成为根端口（R PORT)。

对于每一个LAN，由一个指定端口（D PORT）代理他，从这个LAN有一个最短路径到达根桥

最终把不是D PORT 和R PORT的端口都给block掉，即某一个LAN与它的连线断掉，这样就形成了一个生成树。（这样就可以解决回路的问题）

 

STP工作：

1.当路由器打开的时候，所有的端口都处于Listening状态，每个网桥都会认为自己是根网桥，然后都每隔两秒就向外发送一次自己的BPDU，如果收 到的BPDU的BID比自己的小，则停止转发自己的BPDU，开始转发更优的BPDU，如果比自己的BID大或者和自己的BID相等，则丢弃该BPDU。 等到都扩散完毕之后开始各项的选举，这时候每个BID最小的网桥成了根网桥，各个网桥通过收到的BPDU来确定根端口和指定端口。首先看COST值，然后 再看邻居的BID，再然后看对端端口的PID，指定端口也首先看COST，然后看两端网桥的BID。剩下的成为非指定端口，转到blocking状态。这 个状态总共持续15s（转发延迟），之后进入learning状态。

2.进入Learning状态之后，填写MAC地址表，经过15s（转发延迟）之后进入Forwarding状态。

3.进入Forwarding状态之后，开始转发数据，并且同时接受转发来自于根的BPDU，维护拓扑。这时只有根网桥发BPDU，其他网桥都只是转发BPDU。

4.当一个新的网桥加入的时候，端口状态是Learning，新的交换机认为自己是根网桥开始发送BPDU，也接收对端的BPDU，然后进行进行进一步的竞 选，若竞选成功，则网络格局就重新变化了，造成网络断开，若竞选失败则计算根端口指定端口和非指定端口。（30s可以完成）

 

如果其中里面有网桥断掉，或者有LAN断掉。如果有端口他定期收不到根桥的BPDU，他就会TIME OUT，把原来block的PORT给叫起来，改变一下生成树的结构。

如果坏掉太厉害了，可能会分成几个部分的spanning tree，几个结构只能在一个BLAN中互相通信，有些主机就不能通信了。