STP生成树协议详解
看了网上关于STP生成树的解释感觉不是很懂，随即自己研究了一番
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首先我们来了解一下为什么会有STP协议，即它能解决什么问题。
在企业里，为了防止线路故障，通常会做线路冗余，由于交换机会转发所有广播，所以会产生以下的问题：
1.广播风暴。广播会在交换网络里无限传播，且越来越严重，直至占满交换机资源。
2.重复帧。目标主机会收到越来越多的重复帧，这些重复帧可能每一个都需要回复。
3.MAC地址表不稳定。由于交换机的自学习，使得发送广播的主机的MAC地址(即源MAC)不停的出现在交换机不同的接口。
所以出现了STP生成树协议，将多余的线路自动阻塞，防止以上的问题；当有线路故障时，又会生成新的生成树，原本阻塞的某一段又会重新开始转发帧，以达到线路冗余的目的。
我们来熟悉一下STP生成树的术语：
桥ID：网桥的优先级(2字节)+本网桥最小MAC地址(6字节)
网桥优先级默认为32768
每一个交换机都有一个桥ID
端口ID：端口优先级(1字节)+端口号(1字节)
端口优先级默认为128
每一个端口都有一个端口ID
BPDU:桥协议数据单元，包含了网桥ID和Cost等信息
选举过程：
1.选择根桥
具有最小网桥ID的交换机成为根桥
2.每个网桥选择一个根端口
①选取端口(注意是端口)到达根桥Cost值最小的端口作为根端口
②若以上相同，则选取BPDU发送方网桥ID最小的
③若以上均相同,则选取BPDU发送方端口ID最小的
带宽 Cost
10Gbps 2
1Gbps 4
100Mbps 19
10Mbps 100
3.每一个段选择一个指定端口
①选取网桥(注意是网桥)到达根桥Cost值最小的端口作为根端口
②若以上相同，则选取BPDU发送方网桥ID最小的
③若以上均相同,则选取BPDU发送方端口ID最小的
注意：已经成为根端口的端口不再参与指定端口的选举
4.既不是根端口也不是指定端口的，进入阻塞状态
选举过程中端口的状态：
Disable：不发送任何报文(端口处于关闭状态)
Blocking：接收但不转发BPDU，不学习MAC地址，不接收也不转发帧(阻塞状态，但接收BPDU，需要时转为Listening)
Listening：接收且转发BPDU，不学习MAC地址，不接收也不转发帧(监听状态，发送和接收BPDU)
Learning：接收且转发BPDU，学习MAC地址，不接收也不转发帧(开始学习MAC地址)
Forwarding：接收且转发BPDU，学习MAC地址，接收并转发帧(开始转发数据包)
端口状态变化过程：
Blocking-->Listening-->Learning-->Forwarding
①网桥开始活动后自动由Blocking转为Listening。
②在Listening阶段完成选举(20s)，若为根端口或者指定端口则转为Learning，否则Blocking。
③在Learning阶段(15s)开始学习MAC地址，为数据转发做准备工作。
④Forwarding阶段(15s)就可以开始数据转发了。
读者可以根据下面的拓扑图练习一下STP生成树
通过sh int | include bia 可以查看交换机的MAC地址
通过sh spanning-tree可以查看各端口的状态
谢谢阅读。