企业网三层架构（内网结构）

三层架构

接入层—常使用二层交换机，就近提供接口密度，用于用户的接入；
汇聚层（分布层）----集合所有接入层流量（星型），对流量实施管理和策略；
核心层—路由转发，高速转发，nat，QOS；

三层架构的冗余

线路冗余—设备冗余—网关冗余—USP（电源冗余）

stp生成树算法

作用： 解决三层架构中的环路问题，防止mac地址震荡和广播风暴
工作原理：通过选举阻塞端口来防止环路

3类BPDU

1）配置BPDU — 拓扑收敛完成后，仅根网桥周期（2s）发送；在没有跟网桥的时候，所有设备仅发送BPDU；—选举根网桥、发布拓扑信息、周期保活链路
2）TCN–拓扑变更消息—包中不包含任何具体信息，也不会导致网络重新收敛；
当一台交换机的阻塞端口链路被断开，那么将标记为中七位置1，标识拓扑已经改变，该BPDU将发送到根网桥处，根网桥使用标记为第0位，来表示确认；若没有收到ack，那么2s周期发送TCN；根网桥在确认后，将使用BPDU告诉所有的非根网桥，刷新cam表；
默认cam的保存周期为300s；
3）次优BPDU–非根网桥上的根端口断开–接收不到的根网桥的BPDU了，同时本地断开的也不是阻塞端口；那么本地将自己定义为根网桥，发出BPDU，由于该BPDU次于根网桥的，故称为次优BPDU；

总结：根网桥发配置BPDU，包含拓扑信息
非根网桥的阻塞端口被断开，同时依然可以与根网桥沟通，那么发送TCN，不包含拓扑信息，不会使网络重新收敛，只是让大家刷新cam表；
非根网桥上断开了根端口后，若不能再与根网桥沟通，将本地定义为根网桥发送次优BPDU，包含本地的拓扑信息—也是配置BPDU，但不是根网桥的；

stp算法中的角色选举

一共在计算过程中，将选出四种角色：
根网桥（树根、核心） 根端口 指定端口 非指定端口

【1】根网桥：树根、核心 在一棵生成树实例中有且仅有一台；在没有根网桥时，所有交换机均认为本地是根网桥，发出BPDU；进行选举；
比较BPDU中的BID–桥ID ==== 网桥优先级 + MAC地址（数值最小的）

先比较所有设备的优先级，0-65535 默认所有设备为32768；小优；
优先级相同的情况下比较MAC地址，数值小优；

【2】根端口：在每台非根网桥上有且仅有一个，本地离根网桥最近的接口；该接口用于接收来自根的BPDU，同时该接口也用于收发用户的数据；
PID=端口ID ===接口优先级 0-255 默认为128 + 接口编号
1、入方向最小cost值
2、比较该接口对端（上级）的设备的BID；小优
3、比较该接口对端（上级）设备的PID；小优
4、比较本地PID；

【3】指定端口：在每根网线上有且仅有一个；转发来自根的BPDU；同时转发用户流量；
根端口的对端肯定是指定端口；根网桥上所有接口均为指定端口；
1、比较从该接口发出BPDU的cost值
2、比较本地的BID，小优
3、比较本地PID，小优
4、直接阻塞端口

【4】非指定端口 —阻塞端口 以上所有角色全部完成，那么剩余所有的为存在角色端口为非指定端口 —逻辑阻塞，可以接收到流量；当不能转发；
Cost值：
10 M=100
100M=19
1000M=4
10000M=2
‘>10000M=1

接口状态

• Down：接口指示灯未亮起，网线刚刚连接，不能收发BPDU
• 侦听：接口指示灯为橙色，进行BPDU收发，选举各种角色 时长为15s， 指定端口和根端口进入到下一个状态；非指定端口进入阻塞状态，指示灯一致保持为橙色
• 阻塞：非指定端口在侦听完成后，进入的状态；指示灯一致保持为橙色
• 学习：接口指示灯为橙色，根端口和指定端口学习各个接口下方连接的PC的MAC地址；生成MAC表；15s时长结束后进入下一状态
• 转发：接口指示灯为绿色，收敛完成；可以正常转发用户的数据；在30s内接口是转发用户数据；

收敛时间

1、初次收敛–30s
2、结构突变
1）存在直连检测—本地只有一个阻塞端口可以收到BPDU
该接口直接进入侦听和学习状态，需要30s转换为根端口；
2）没有直连检测—阻塞端口需要20shold+30s收敛=50s

802.1D算法的缺点：

1、收敛速度慢
2、链路利用率低 备份路径在最佳路径存在时一直闲置；

PVST 基于vlan的生成树

在每个vlan中存在一棵生成树，通过将不同生成树的根放置于不同汇聚层位置，来实现链路利用率的提高；
每个vlan发出一个BPDU；各个vlan进行各自的802.1D计算；
为了区分不同vlan发出的BPDU，网桥优先级（4096的倍数）+VLANid
注：若需要一台交换机加入到一个vlan的生成树中；前提是该交换机创建该vlan，连接了该vlan的用户----本地有接口划分到vlan2，且双up；或者本地存在双up的trunk干道

pvst缺点

1、收敛慢
2、cisco私有
3、树多，带宽和设备硬件资源均占用（cisco设备存在一个专用芯片来进行多生成树运行）
4、仅支持接口封装为ISL的trunk干道

RSTP： 802.1w 快速生成树

不再依赖于生成树中的计时器进行收敛，使用BPDU中flags字段中的信息进行分布式收敛
依赖互相发送BPDU中proposal （请求） 和 agreement （同意），使用分布式 BPDU交互，可以在2-3s之内完成生成树收敛.

端口角色

根端口（RP）：
指定端口（DP）：
替代端口（AP）：在同一交换机上使用阻塞端口代替根端口，阻塞端口称为替代端口.（自动集成uplinkfast特性）
备份端口（BP）：在同一交换机上，使用阻塞端口备份指定端口，阻塞端口称为 备份端口

端口状态：

Discarding ：丢弃状态，合并了blocking和listening 状态
Learning：学习状态
forwarding：转发状态

边缘端口

连接终端设备的端口
优点：不会进行端口角色计算，直接变成forwarding状态

P/A机制 提议/同意机制

前提条件：点到点链路（全双工链路）
交换机先发送一个RST BPDU给根，根收到后作比较，将自己的发给交换机，交换机发现网桥id比自己小比自己优先，就会发一个同意位给根交换机，根交换机上的接口变为指定接口，并直接变为forwarding状态

MSTP :多实例生成树

单个实例树的弊端：
1.一部分vlan路径不同
2.无法使用流量分担
3.会产生次优的二层路径

配置步骤

1.创建vlan基本操作
2.修改stp版本
3.Stp region-configuration 创建域的范围
4.Region-name Huawei 域的名字
5.Revision-level 1（保证都相同）
6.Instance 1 vlan 10
7.Instance 2 vlan 20
8.Active region-configuration激活mstp的配置
9.每台交换机上都要配置
10.只要修改就要重新激活
11.设置实例的根
Stp instance 1 root primary/secondary（主根/备份根）

四个保护

• 1.边缘端口保护（BPDU保护）
  为什么会有BPDU保护：从边缘端口收到bpdu，会直接将边缘端口阻塞掉
  Stp bpdu-protection（stp，bpdu保护开启）

• 2.指定端口保护（根的保护）
  从指定接口收到一个优先级比指定端口还低的端口pbdu，则交换机进入阻塞状态，保护自己永远为跟
  【指定接口】Stp root-portection 在指定端口下开启根的保护

• 3.环路保护
  三个交换机之间使用光钎连接，由于光纤是由两条线路构成，一条收一条发，一旦收的根端口down掉，发的线路没有问题，此时阻塞端口启用，会形成环路
  解决方法，长时间收不到bpdu ，就把该端口阻塞掉
  接口下 stp loop-protection 开启环路保护

• 4.TC-BPDU保护 TC
  如果恶意用户一直发送tc-bpdu，那么链路中的路径就会一直老化，此时设置一个阈值，超过上限就会丢弃该bpdu
  默认接受tc上限为1
  修改命令：stp tc-portection threshold 2

注意事项

• 默认交换机上有实例0

• Mstp和arrp做联动时，mstp的主根一定是arrp的主

• 当网络中有mstp，stp rstp时，最后会以stp运行，他们的模式依旧是mstp和rstp，但是发的bpdu报文是stp

• 当mstp的交换机和stp的交换机相连时，发送的是stp的报文，当stp迁移走了，换了一个mstp的交换机时，不会自动回到mstp
  【swb】stp mcheck手动迁移回mstp

• 配置mstp最大跳数
  默认最大跳数20跳
  Stu max-hops 30 修改最大跳数