STP， MSTP

一，STP
STP定义：生成树协议（Spanning Treee Protocol）
作用：逻辑上断开环路，阻止广播风暴产生，当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用
STP的工作过程：
1、确定交换机的角色
根交换机：整个交换网络中，有且只有一个；
非根交换机：剩余的其他交换机，都称之为非根交换机
注意：
每一个非根交换机都会计算出一条去往根交换机的最短的、无环、2层数据转发路径，并且最终该路径是“转发”状态；
选举原则：
比较每个交换机的 BID (bridge ID):优先级+MAC地址
优先级：默认值为 32768 ； 2个字节；
MAC地址：使用的是交换机的主板MAC；6个字节；
比较原则 -
首先比较优先级，越小越好；
其次比较MAC地址，越小越好；
2、确定端口的角色
根端口：在每一个非根交换机上，有且只有一个。 距离根交换机最近的端口；
指定端口：在每一个"网段/segment"中，有且只有一个；距离根交换机最近的端口；
非指定端口：其他所有端口，都叫做“非指定端口”
3、确定端口的状态
#down -关闭(指的是当前端口没有启动STP)
#listening -侦听，此时侦听的是网络中的所有的BPDU
目的是为了确定交换机和端口的角色；
端口在该状态停留15s
#learning -学习，该阶段主要是学习端口上收到的数据帧
的源MAC地址，从而形成 MAC地址表；
端口在该状态停留15s；
#forwarding -转发(最终状态)，该状态实现数据包的发送和接收
#blocking -阻塞(最终状态)，该状态不能发送和接收数据包；只能接收 BPDU。

二，BPDU
BPDU：桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit）
使用的是（组播）发送BPDU
BPDU类型：
1、配置BPDU
用于创建和维护 STP 无环转发路径树
2、TCN BPDU （拓扑变更通告）
只有当 STP 无环转发路径树(拓扑)变化的时候，才会产生并发送
并且是：感知到该变化的交换机，产生 TCN BPDU ，只发送给根交换机，然后再由根交换机转发给其他的所有非根交换机；
BPDU包含的字段：

交换机端口的5种STP状态：

STP计时器：
#hell 交换机周期性发送 BPDU 的时间间隔，默认是 2s ；
#forward-delay : 转发延迟，默认时间为15s ;
#max-age：最大老化时间，默认时间为 20s ；

STP参数修改(思科)：
1、修改交换机的 STP 优先级 (确保网络中有主根交换机和辅根交换机)

spanning-tree vlan x priority {value} , value 是4096的倍数

2、修改交换机的 STP 模式 (必须确保网络的所有交换机的STP模式相同)

spanning-tree mode {pvst | rapid-pvst | mstp }

 3、修改交换机的 端口  cost 
     #   interface fas0/22 (该链路指的是 trunk 链路)
         #  spanning-tree  vlan 3 cost {value} 
 4、针对某个 VLAN ，关闭 STP 功能
     #   no spanning-tree vlan x 

验证命令：
#show spanning-tree vlan x ->可以查看交换机上关于 VLAN x 的 STP 信息

show spanning-tree ->可以查看交换机上关于所有VLAN的 STP 信息

show spanning-tree summary ->可以查看交换机运行的 STP 的模式；

show version -> 可以查看交换机的 base mac ；

STP参数修改(华为)：注意：交换机上的 STP 功能，默认都是开启的；可以人工关闭；
1 修改交换机的 STP 优先级：

[SW] stp priority {value} -> 必须得是4096的倍数

2修改交换机的 STP 模式
     #  [SW] stp mode {stp | rstp | mstp }
3修改交换机的端口的 STP  cost ： 
    #   [SW]interface fas0/13 
        #   [sw-fas0/13]stp cost {value}
4在交换机上关闭/开启 STP ：
      # [sw]stp disable -> 关闭 STP ；
       #[sw]stp enable -> 开启 STP ，默认是开启的；

验证命令：
#display stp
#display stp brief
二，MSTP
MSTP：多实例生成树
是基于STP协议的增强性技术
（1）将二层交换设备上的端口绑定到不同的进程中，并以进程为单位进行STP协议计算
（2）不在同一进程的端口不参与计算，从而实现各个进程内的生成树计算独立、互补影响
（3）MSTP网络中包含一个或多个MST域（包含一个或多个MSTI）

MSTI(instance)即实例，是运行生成树协议的交换设备 可以关联多个VLAN

配置 MST region
#[SW]stp region-configuration
#[sw-mstp-region]region-name {string} //配置 region 的名字；
#[sw-mstp-region]instance {id} vlan x y z m n //配置关联的VLAN
#[sw-mstp-region]active region-configuration # [sw-mstp-region]display this
配置 MSTI
#[sw1]stp instance {id} priority {value} <-将 SW1设置为 实例id 的根；

验证命令：
#display stp instance {id} #display stp brief
注意：
默认情况下，所有的 VLAN 都是属于 instance 0 ; (系统的默认instance)
一个MSTP网络中，可以同时包含多个 region ；
每个MST Region 中，可以包含多个 instance （MSTI）
属于相同 region 的交换机上，以下参数必须相同：
#region-name
#实例与vlan的映射关系必须相同
属于同一个 region 中的多个交换机之间，可以基于 instance 进行流量的负载均衡和备份；
STP 收敛速度比较慢 ：30-50s
RSTP收敛速度要比 STP 快，因为做了以下改进：
1、发现问题比较快
2、反应/传输问题比较快
发现拓扑变更的交换机，会产生TCN BPDU，直接发送给与自己相连
的其他所有交换机；
3、解决问题比较快

端口角色细化：
#根端口(root port ) #指定端口 (designated port ) #替代端口(alternative port ):是根端口的备胎；
#备份端口(bakcup port ):是指定端口的备胎
(边缘端口：一般都建议关闭 STP ；或者将连接非交换机的端口，设置非边缘端口)
端口状态精简化：
#learning ：学习
#forwarding ：转发
#discarding ：丢弃，相当于之前 STP 中的 down / blocking / listening