STP

STP：生成树协议

环路引起问题

• 广播风暴
• MAC地址表不稳定

STP作用：

• 打破环路
• 链路备份

BPDU

BPDU：网桥协议数据单元
STP的各种选举时由通过交换BPDU报文来实现的，BPDU是直接封装在以太网帧中(802.3+802.2)，对于参加STP的所有SW,它们通过数据消息的交换来获取其他SW的消息，这种消息被称为BPDU
BPDU是直接封装在二层的协议

功能：

• 选举根桥
• 确定冗余路径的位置
• 通过阻塞特定端口避免环路
• 通告网络的拓扑变更
• 监控生成树的状态

BPDU每2s由根桥发送一次(拥有最小bridge-id的交换机成为根桥)
最初的网络，每个SW都认为自己是根桥，都会发送BPDU，比较lowest BID，选举出一个根桥，此时就只有根桥发送BPDU，非根桥只进行转发，转发时只修改bridge-id和cost字段

BPDU两种类型：

• 配置BPDU通常由根网桥以周期间隔发出，包括了STP参数，用于进行各种选举
• TCN(拓扑变更公告)BPDU——这种BPDU是当交换机检测到拓扑变更时所产生，可由非根网桥发出

选举根交换机原则

lowest BID = 网桥优先级(交换机默认优先级32768) + MAC地址(越小越优)

设置成根网桥的两种方法

• 修改网桥优先级命令
  [SW1]stp priority 0(数值需位4096的倍数)
• 设置成此网桥位根网桥
  [SW2]stp root primary(优先级将变为0)

端口角色

• RP
  根端口，每个非根网桥上有且只有1个，选举道道根网桥上路径开销最小的成为根端口
• DP
  指定端口，根网桥上每个端口都是指定端口，非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口
• AP
  预备端口，该接口状态为blocking状态，只收BPDU，不发BPDU

不同带宽的cost值

端口状态描述

• Disabled(禁用状态)：不转发数据帧，不学习MAC地址表，不参与生成树计算
• Blocking(阻塞状态)：不转发数据帧，不学习MAC地址表，接受并处理BPDU，不发送BPDU
• Listening(侦听状态)：不转发数据帧，不学习MAC地址表，参与生成树计算，接受并发送BPDU
• Learning(学习状态)：：不转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接受并发送BPDU
• Forwarding(转发状态)：转发数据帧，学习MAC地址表，参与生成树计算，接受并发送BPDU

选举根端口，指定端口规则

1. lowest path to root bridge(到达根的最小路径开销)
2. lowest sender BID(最小发送方BID)
3. lowest sender port ID(最小的发送方PID)

PID = 端口优先级(默认128) + 端口号

修改网桥接口优先级命令

[SW1-Ethernet0/0/2]：stp port priority 0(须为16的倍数)

RSTP

快速生成树协议，缩短生成树端口由阻塞到转发状态的过渡时间。

PS：端口由Blocking过渡到Forwarding有50S延时，Blocking到Listening有20S老化时间，Listening到Learning有15S过渡时间，Learning到Forwarding有15S过渡时间

MSTP

一个VLAN实现一颗生成树，实现链路负载均衡