简单了解生成树协议STP

一、生成树协议的产生原因

生成树协议的产生的原因有两个：
1、交换网络环路
2、多帧复制
3、MAC地址紊乱

1.1交换网络环路的产生

交换网络环路的产生导致了广播风暴的形成，生成树协议存在的原因之一是为了避免广播风暴的产生而存在的。
下面的图片解释了网络风暴的产生原因。

1.2 多帧复制

1.3 MAC地址紊乱

二、生成树协议STP的作用及产生过程

2.1 STP(Spanning Tree Protocol)

1、逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生

2、当线路故障，阻塞接口被激活，回复通讯，起到备份线路的作用

2.2 生成树算法

生成树算法分为三个步骤：
1、选择根网桥（Root Bridge）
2、选择根端口（Root ports）
3、选择指定端口（Designated Ports)

2.2.1 根网桥的选择

（1）网桥ID
根桥的选择需要加入网桥的概念。网桥ID是唯一的；在选择交换网络的时候，网桥中最小的交换机成为根网桥。（网桥ID有两部分，网桥优先级和网桥的MAC地址，其中优先级值越小，优先级的等级越高）如图所示：其中缺省值就是默认值。

（2）根据网桥ID选择根网桥的过程

如图：选择根网桥步骤
1、先看优先级，优先级值低的是根网桥
2、优先级一样，看MAC地址，MAV地址小的是根网桥

2.2.2 根端口的选择

根端口的选择也分为三步：
1、到根网桥最近的路径成本
2、直连的网桥ID最小
3、端口ID最小
其中：
（1）根路径成本
网桥到根网桥的路径上所以链路的成本之和。带宽越大，路径成本越低。

链路带宽（Mbps）	路径成本
10	100
16	62
45	39
100	19
155	14
622	6
1000	4
10000	2

（2）直连网桥ID最小
即确定根网桥的过程
（3）端口ID
端口ID 由端口优先级和端口编号组成，如图优先级值低的优先级的等级就越高。

若在前两部都没办法确认的情况下，根据端口ID的大小来确认根端口。

总结：在非根网桥上，根端口的确定

如图，
1、所有的根路径成本相同，
2、看直连网桥的优先级，SW2的优先级数值最小，优先级等级最高，所以SW2是根网桥
3、根网桥上的端口全部都是指定端口
4、在指定端口对面是根端口

非跟桥上的指定端口的选择顺序：
1、先选择根路径成本较低
2、若成本一样，看所在交换机的网桥ID的值较小的（优先级低的）
3、端口ID 的值较小

最终确定堵塞端口，形成逻辑结构无环拓扑：

2.3 交换机端口的STP状态

状态	用途
转发	发送/接收用户数据
学习	构建网桥表
侦听	构建“活动”拓扑
阻塞	只接受BPDU
禁用	强制关闭

三、BPDU（Bridge Protocol Data Unit）

BPDU即桥协议数据单元，使用组播发送BPDU

3.1BPDU分为两种：

1、配置BPDU：用于生成树计算
2、拓扑变更通告（TCN）BPDU：用于通告网络拓扑变化

3.2BPDU报文字段组成

根网桥ID 、跟路径成本、发送网桥ID、端口ID

四、生成树协议的配置命令

MSTP:多生成树协议---------可为每个vlan或者多个vlan为一组构造―个生成树，实现网络的负载分担（均衡)
-----------将Sw1、SW2分别做vlan10、vlan20的根网桥----------

[Sw1]stp mode mstp

###将交换机配置成MSTP模式,MSTP兼容STP/RSTP。

[ Sw1]stp region-configuration

###进入MSTP域视图lMSTP配置模式

[ Sw1-mst-region ]region-name huawei1

###配置MSTP域的域名为huawei1，缺省为交换设备主控板上管理网口的MAc地址。

[ Sw1-mst-region] revision-level 1

##排配置MvST域的MSTP修订级别为1，缺省情况下MSTP域的MSTP修订级别为0，需要将各设备的MSTP修订级别修改为一致

###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 (instance1vlan 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

[Sw2]stp mode mstp

[ Sw2] stp region-configuration

[Sw2-mst-region ] region-name huawei1

[Sw2-mst-region] revision-level 1

[SW2-mst-region] instance 1 vlan 10

[Sw2-mst-region] instance 2 vlan 20

[ Sw3] stp mode mstp

[Sw3] stp region-configuration

[Sw3-mst-region] region-name huawei1

[Sw3-mst-region] revision-level1

[Sw3-mst-region]instance 1 vlan 10

[Sw3-mst-region] instance 2 vlan 20

[Sw3-mst-region] active region-configuration

[ Sw1 ]stp enable

###在所有交换机上启用MSTP

[ Sw2]stp enable

[Sw3] stp enable

[ Sw3 ] dis stp brief

###查看STP接口角色及状态信息