计算机网络—stp生成树协议

一、Stp生成树的由来：

因为当有环路存在时，广播的发送回引起全网的广播风波，此时需要打破环路生成的条件，而生成树协议就是解决二层广播风暴的重要手段。另外我们会阻塞一些端口，打破环路生成条件，当链路出现问题时，这些被阻塞的都端口可以过渡到转发状态，实现链路的备份的作用。

二、BPDU（Bridge Protocol Data Unit）网络协议数据单元：

BPDU是直接封装在二层的协议。
STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的，BPDU是直接封装在以太网帧中的。对于参与STP的所有的SW，他们都通过数据消息的交换来获取网络中其他的消息，这种消息就被成为BPDU。

1、BPDU的功能：

1、选举根网桥
2、确定冗余路径的位置
3、通过阻塞特定端口来避免环路
4、通告网络的拓扑变更
5、监控生成树的状态
（1、BPDU每2s由根网桥发送一次，拥有最小bridge-id的交换机成为根网桥；
2、最初的网络，每个sw都认为自己是根网桥，都会发送Lowest BID，选举出一个根桥，此时就只有根网桥发送BPDU。非根网桥只进行转发，转发时修改bridge-id和cost字段）

2、BPDU的两种类型：

1、配置BPDU通常由根网桥以周期性间隔发出，包括：STP参数用于进行各种选举。
2、TCN（拓扑变更通告）BPDU是当交换机检测到拓扑发生变更时所发生，由非根网桥发出。

3、选举根网桥交换机的规则：

Lowest BID=网桥优先级+MAC地址（越小越优先）；交换机默认网桥优先级是32768
1、修改网桥优先级命令：
[sw1]stp prority 0 （数值需要设定为4096的倍数）
2、设置此网桥为根网桥：
[sw1]stp root primary （优先级将变成0）
3、查看谁是根网桥的命令： display stp

4、端口角色：

RP:(根端口)每个非根网桥上有且只有一个，选举到达根网桥上路径开销值最小的成为根端口。
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。

5、端口状态描述：

（端口由Blocking过渡到Forwarding有50秒延时，Blocking到Listening有20秒老化时间，Listening到Learning有15秒过渡时间。Learning到Forwarding有15秒过渡时间。）

6、选举根端口、指定端口的规则：

1、Lowest path cost to root bridge （到达根的最小路径开销）
2、Lowest sender BID （最小的发送方BID）
3、Lowest sender port ID （最小的发送方PID）优先级（默认128）+发送方的端口号

7、修改网桥接口优先级命令：

[sw1-Ethernet 0/0/2]stp port priority 0
查看端口状态命令：
Display stp brief

8、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。
开启快速生成树的方法：
[ ]Stp enable
[ ]Stp mode rstp

9、MSTP：

多实例生成树，让指定一个VLAN或者是多个VLAN一颗生成树，实现链路的负载均衡。
mstp实验：

在lsw3上：
vlan batch 10 20
#
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/3
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
#
interface Ethernet0/0/4
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
 #
 stp region-configuration
 region-name huawei
 revision-level 1
 instance 1 vlan 10 
 instance 2 vlan 20 
 active region-configuration
 
 在lsw1上：
 vlan batch 10 20
 #
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
 #
 interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk             中间的trunk链路
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 10
 port hybrid untagged vlan 10 20
 #
stp region-configuration
 region-name huawei
 revision-level 1
 instance 1 vlan 10 
 instance 2 vlan 20 
 active region-configuration
 #
stp instance 1 root primary
stp instance 2 root secondary

在lsw2上：
vlan batch 10 20
#
interface Ethernet0/0/1
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
 #
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 port hybrid pvid vlan 20
 port hybrid untagged vlan 10 20
 #
stp region-configuration
 region-name huawei
 revision-level 1
 instance 1 vlan 10 
 instance 2 vlan 20 
 active region-configuration
 #
stp instance 1 root secondary
stp instance 2 root primary

在r1上：
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 
#
interface LoopBack0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255