生成树协议（STP---Spanning Tree Protocol）

目录

前言

STP简介

STP工作原理

STP算法

 802.1D

STP状态

STP配置

前言

由于线路冗余、桥接环路等，导致广播风暴、MAC地址表翻滚、同一数据帧的重复拷贝，最终导致设备工作过载，进行重启保护。从而引申出生成树

STP简介

在一个二层交换网络中，生成一棵树型结构，逻辑的阻塞部分接口，使得从根到所有的节点仅存在唯一的路径，当最佳路径故障时，自动打开部分阻塞端口，来实现线路备份的作用，生成树在生成过程中，应该尽量的生成一棵星型结构，且最短路径树

 存在算法：  802.1D      PVST PVST+(CISCO)      RSTP(802.1w)      MSTP(802.1S)

STP工作原理

逻辑上断开环路，使其中一条线路阻塞，防止广播风暴的产生

当原来的线路故障，将之前阻塞的接口激活，恢复通信，起到备份线路的作用

STP算法

 802.1D

一个交换网络内仅存在一棵生成树实例，交换机间使用BPDU—桥协议数据单元 – 交换机间沟通互动收发的数据

配置BPDU

只有根网桥可以发送，在交换网络初始状态时，所有交换机均定义本地为根网桥，进行BPDU的发送，使得网络中所有交换机均收到其他设备的BPDU，之后基于数据中的参数进行比对，选举出根网桥，再所有非根网桥不再发送BPDU，而是仅接收和转发根网桥的BPDU，周期2s发送，hold time 20s

TCN---拓扑变更消息（也是BPDU）

本地交换机链路故障后，STP重新收敛，为了快速刷新全网所有交换机的MAC表，将向本地所有STP接口发送TCN（标记位中的TCN位置1），邻居交换机收到TCN后，先标记为ACK位为回复，用于可靠传输消息，之后将TCN逐级转发到根网桥处，由根网桥回复TC消息来逐级回复到所有交换机，使所有交换机临时将MAC表的老换时间修改为15s（默认的，转发延时）

 生成树算法可归纳三个步骤

1、根网桥

在一棵生成树实例中，有且仅有一台交换机为root，BPDU中的 桥ID来决定，桥ID= 网桥优先级（0-65535公有） 默认32768 +  MAC地址（只有存在svi接口的交换机才拥有mac地址，若存在多个mac选数值最小）

根网桥的选举   先比较优先级，小优，   若优先级相同，比较mac，数值小优

2、根端口

在每台非根网桥上，有且仅有一个接口；本地离根网桥最近的接口（最短、星型），接收来自根网桥的BPDU，转发用户的流量（该接口不阻塞）

规则：

    1、比较从根网桥发出后，通过该接口进入时最小的cost值

    2、入向cost值相同，比较该接口对端设备的BID，小优

    3、对端BID也相同，比较该接口对端设备的接口的PID；先优先级小，若优先级一致，编号小

    4、连对端PID也相同，比较本地PID，小优；

PID=端口ID   接口优先级（0-240，步长16，默认128）      接口编号

3、指定端口

在每一段存在STP的物理链路上，有且仅有一个，转发来自根网桥的BPDU，同时可以转发用户流量（不阻塞），默认根网桥上所有接口为指定端口

    1、比较从根网桥发出后，通过该接口进入这段链路时的cost值最小（出向）

    2、若出向cost值相同，必须本地的BID，小优

    3、本地BID相同，比较本地的PID

    4、本地PID，相同，直接阻塞该端口

STP状态

down：没有BPDU收发，一旦可以进行BPDU收发进入下一状态

侦听（Listening）：强制15s，所有交换机进行BPDU收发，选举所有角色，接口角色为非指定端口直接进入阻塞状态，若为指定端口和根端口进入下一状态

学习（Learning）：强制15s，指定端口和根端口学习所有接口连接设备的MAC地址，生成MAC表，之后进入下一状态

转发（Forwarding）：指端端口和根端口进入，可以转发用户报文

阻塞（Blocking/Discarding）：逻辑阻塞

STP配置

[sw1]stp mode stp   修改为802.1d算法，当下华为默认为MSTP；
[sw1]stp priority 4096    修改网桥优先级

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp cost ?   修改接口cost值
  INTEGER<1-200000000>  Port path cost

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp port priority ?  修改接口优先级
  INTEGER<0-240>  Port priority, in steps of 16

配置多生成树实例和VLAN的映射关系，同一vlan的数据只能对应一个实例，而一个实例可以对应多个vlan（instance 1 vlan 2 to 10）
[SW1-mst-region]instance 1 vlan 10    将vlan 10加入实例1中
[SW1-mst-region]instance 2 vlan 20    将vlan 20加入实例2中

[SW1-mst-region]check region-configuration   查看MSTP域配置参数
[SW1-mst-region]active region-configuration  激活MSTP域的配置（必须配置）
[SW1-mst-region]quit                     退出配置模式
[SW1]stp instance 1 root primary         配置此交换机为实例1的主根桥
[SW1]stp instance 2 root secondary       配置此交换机为实例2的备份根桥