STP学习笔记

STP (spanning tree protocol) IEEE802.1D生成树协议 默认开启
为了避免单点失效（两网段间只有一个物理设备，坏了就是单点失效）→冗余网络（问题多帧复制、MAC地址表翻动、广播风暴）
为了解决冗余网络中的桥接环路问题产生了STP（逻辑Block一条路，关接口）

STP采用STA（spanning tree arithmetic）算法
STA工作原理：会在冗余链路中选择一个参考点（生成树的根），将选择到达要的单条路径，同时阻断其他冗余路径。一旦已选路径失效，将启用其他路径

STP 里选举都是越小越优
STP靠BPDU报文来维持STP的工作，

BPDU 桥接数据单元 ，直接封装在以太网帧中。默认2秒发一次，发到组播地址0180c2000000
Max Age 最大存活时间（20s）
BPDU功能：
1、选根桥
2、确定冗余路径位置
3、block特定端口
4、通告拓扑变更
5、监控生成树状态

网络最初，所有的sw都认为自己是根桥，都发BPDU，比最小BID，选出根桥，此时根桥发BPDU，非根桥转发。
BPDU 类型 ：Type 00→configuration 正常发的
80→TCN （topology change notification） 拓扑改变时发的
Flags 8B
Root ID 根桥ID→优先级+MAC
Cost to path 到根桥的cost
Forward delay 转发延迟计时器（默认15）监听和学习状态停留时间

根桥的选举：最小BID （先比优先，再比MA，比小） 每个网络中只有一个根桥

BID（bridge ID）桥ID每台SW的唯一标识符。
2（bridge priority）+6(mac)=8 bytes
默认Priority：32768（0x8000）0---65535. 2950以上的交换机会在这个值上再加上VLAN号

查看STP信息--
Sw2#show spanning-tree
Sw3# show spanning-tree brief(低版本用)2900以下的交换机用这一命令

根端口root port---------非根桥到根桥开销最小的端口（状态为forward）
指定端口designate port-----根桥所有接口都为指定接口，（状态为forward）
Nondesignate port（阻塞端口）----不转发流量端口，（状态为blocking）

非根桥上DP/NP选举办法：
比小胜出为指定，失败的为非指定 1、path cost 2、发送方BID 3、发送方 port ID

cost值

10GBps 2

1GBps 4

100MBps 19

10MBps 100

端口ID（PID）
1（priority）+1(port number)=2 Bytes 默认priority=128
修改端口优先级 接口下 spanning-tree (vlan 1) port-priority 16 (必须为16的倍数)

BPDU的timer

修改
spanning-tree vlan 1-10 hello-time 3 改发送BPDU的时间间隔（默认2s）
spanning-tree vlan 1-10 forward-time 13 修改forward时间 （默认15s）
spanning-tree vlan 1-10 max-age 33 修改最大存活时间 (默认20s)

接口状态：
disable 手动shutdown
blocking 监听BPDU，不学mac,不转发帧 MAX age 20秒，20秒没收到BPDU，切换状态
listening 监听BPDU，不学mac,不转发帧（选举Root/RP/DP）Delay 15秒
learning 监听BPDU，学mac,不转发帧 Delay 15秒
forwarding 监听BPDU，学mac,转发帧 （从block到forward要30秒）

STP增强特性
802.1D最初，网络中断，要MAX50秒才能恢复

CISCO加快收敛推出的私有特性：portfast/uplink fast/backbone fast

Port fast:
从block直接跳到forwarding
1、接单独主机接口才能用（access）
命令 ： 接口下spanning-tree portfast
禁用 spanning-tree disable
全局下spanning-tree portfast default 所有接口都启用,一般在接入层交换机上启用，然后把连另交换机的口禁用

Uplink fast
接入层sw上配置，检测汇聚层sw的链路故障加快STP收敛速度（接入层连两个汇聚层SW，连汇聚层的路就是UPlink）
全局命令，将影响sw上所有vlan
spanning-tree uplink fast
看那些接口成为备份
show spanning-tree uplinkfast
Sw2(config)#spanning-tree uplinkfast max-update-rate 200
（每秒所发包的数目，默认值150）
BackboneFast:（用于检测主干SW间的链路故障）节省20秒
ROOt丢失后，以自己发出次BPDU，收到这个BPDU后，会向使用代理路径发送RLQ BPDU，向ROOT进行查询

建议Backbonefast用在所有SW上
命令：spanning-tree backbonefast
查看RLQ消息和次级BPDU
show spanning-tree backbonefast

＜优化STP＞

・BPDU防护：
　对于设置了PortFast接口，却收到了BPDU，如果设置了BPDU防护，就能将此接口关闭，而不会进入生成树状态。且默认情况下是要手动才能恢复
Sw1(config)#spanning-tree portfast bpduguard （全局开启）
Sw1(config-if)#spanning-tree bpduguard enable （接口开启）
Sw1#show spanning-tree summary [totals]

Show errdisable recovery 显示可导致接口errdisable的选项
Sw1(config)#errdisable recovery cause bpduguard 设置300S（默认）后自动修复bpduguard所导致的errdisable
Sw1(config)#errdisable recovery interval 30 修改默认的修复时间

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