STP生成树（一）

一、STP生成树

1、理解STP的基本概念

STP:生成树协议STP（spanning tree protocol）
场景：为了提高网络可好性，交换网络中通常会使用冗余链路，然而，冗余链路会交给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP（spanning tree protocol）可以在提高可靠性的同时用能避免环路带来的各种问题。
环路会引起的问题：
（1）环路会引起广播风暴，网络中的主机会收到重复数据帧。
（2）环路会引起MAC地址表震荡。
STP的作用：
STP通过阻塞端口来消除环路，并能够实现链路备份的目的。（防止环路）
运行该协议的交换机可以自动找出导致环路的链路，并将其临时阻塞，再链路发生故障的时候，再自动恢复阻塞链路，保障网络既有冗余有无环运行。

2、理解STP的计算过程

BPDU报文
STP需要网络设备相互交换消息来检测桥接环路，该消息称为网桥协议数据单元BPDU。STP之所以能够良好的工作并构建一个无环的网络，是依赖于BPDU报文的泛洪，并根据报文中相关字段计算的结果。

字段	描述
根ID(Root ldentifier)	发送此配置BPDU的交换机所认为的根交换机的交换机标识
到根的路径开销(Root Path Cost)	从发送此配置BPDU的交换机到达根交换机的最短路径总开销，含交换机根端口的开销，不含发送此配置BPDU的端口的开销
桥ID(Bridge ldentifier)	发送此配置BPDU的交换机的STP交换机标识
端口ID(Port Identifier)	发送此配置BPDU的交换机端口的STP端口标识

比较次序: Root ldentifier > Root Path Cost> Bridge Identifier>Port Identifier(值越小越优先)
生成树算法的步骤
1、选择根网桥
2、每个非根网桥上选择根端口（RP）
3、在每条链路上都要选择一个指定端口（DP）
4、阻塞既不是根端口又不是指定端口的端口（AP）
如何选择根网桥
依据：网桥ID（BID）
网桥ID=网桥优先级+网桥的MAC地址
网桥优先级的取值范围：0-65535
默认值：32768
优先比较优先级，选最小
当优先级相等的情况下，选MAC地址小的
如何选择根端口
1、到根桥最低的根路径成本
某个网桥到达根网桥的中间所有线路的路径成本之和
用来代表一条线路带宽的大小
2、直连的网桥ID最小的
3、对端端口ID（PID）最小的
端口ID=端口优先级+端口编号
端口优先级：0-255 默认值：128
如何选择指定端口
根网桥上的每个端口都是指定端口，都不会被阻塞
1、比较到达根桥的RPC（Root Path Cost），越小越优。
2、比较BPDU包发送者的BID，越小越优。
3、比较BPDU包发送者的PID，越小越优。
4、比较BPDU包接收者的PID，越小越优。
如下实验：

如图所示SW1为根交换机，根据到根桥最低的路径成本可以确定SW2的1端口和SW3的2端口为根端口。再根据根网桥的每个端口都是指定端口和开销越小越优先可以确定SW1的1、2端口和SW2的2端口为指定端口，最后确定SW3的1端口为阻塞端口。