华为网络生成树协议-STP

大家好，今天和大家讲述一下华为路由交换中的生成树协议，在目前的中大型企业的网络架构中，为了保障网络的可靠性，一般都会设计冗余链路，冗余链路就会产生一个问题就是会有环路，环路就会造成出现广播风暴从而导致网络瘫痪。所以这时生成树是必不可少的一种技术，那么今天就和大家通俗地讲讲生成树（stp)的原理，很多理论上的东西本文也不做太多阐述。

注：广播风暴可以参考数据链路层的通信原理，这里就不做阐述

首先，了解生成树，有几个东西我们需要认识的，分别是根桥、MAC地址、BID(桥ID)、PID(端口ID)

根桥：

我们都知道，一棵树的成长离不开根，根就是树的源头，所以我们的生成树协议也和树一样有根，

如图：

 在图中，我们看到有个环路，那么在这种情况中，STP是如何发挥作用的呢?,首先他们会选举根桥。

1.在没有选举根之前，每个交换机都会认为自己是老大（根），就会发送自己的相关BID给相连的兄弟（交换机），这时这个数据我们叫它为BPDU，那么这个过程就相当于每台交换机都收到了别的交换机的BPDU包，这时它们就肯定不服气了，心里想，我不是老大吗？咱们人类的社会是看实力说话的，那么我们网络世界同样也是，所以它们收到了别人的BPDU,就会拿来与自己的BID做比较，谁比较优就谁就做老大。最终通过比较就会选举出根桥。

比较规则：

1.比较优先级，值越小越优先，默认都为32768   查看命令display stp

 2,如优先级相同，则比较MAC地址，值越小越优先 查看命令display stp

 以上是在默认情况下的比较，那么我们也可以通过手动更改参数，按照我们的设计去选定根桥。

如：手动修改优先级（可改大，可改小，值越小越优先），命令 stp priority +参数 （注：参数需要修改为4096的倍数）

 更改完，都会重新收敛（需要一点时间），重新选举根桥，从而达到我们的设计目的。

好，话不多说，咱们以下面拓扑为例，我们看看那个是根桥

sw2:

 sw3:

sw4

 可以看出，这3个的优先级相同，通过比较MAC地址，其中SW3为4c1f-cc2c-646d是最小的，所以SW2为根桥（备注：MAC从左往右比较，大小与数字，字母排序一样，如2>1,b>a,越小越优）

如果熟练以后display stp可以直接看根的MAC是多少

这里就已经说明了那个是根，所以就可以根据MAC地址找到对应的设备

 好了，希望通过上面的内容，可以让你简单理解到STP如何选举根桥。下面我们再来了解一下另一个重要部分：端口

STP的角色端口分为

指定端口 -DP        

根端口-RP               

备用端口-AP         

 如何知道设备上的端口对应是什么角色呢？同样道理，再选举根桥的过程中，端口角色也在同时进行，再选举根桥的协商包BPDU中不仅包含有BID,也包含了PID

同样道理端口角色也是通过比较决定，但不同的是，在确认好根桥后，指点端口也就确认了（根桥上的端口都为指定端口）这个就记住就好不用纠结，非根交换机之间相连选举一个指定端口（比较接口速率速率大优先，比较接口开销cost值，开销小的优先，比较MAC,Mac小的优先）。根端口--与指定端口相连的非根交换机的接口（注：如两者之间有多条线连接，那就比较接口速率，速率大优先，和接口大小，F0/2>F0/1，小的优先）,每个非根交换机都只有一个根端口。备用端口--非根非指定端口为备用端口。下面我们结合图来分析一下：

 我们知道SW3是根桥，所以G0/1和G0/2就确认为指定端口（DP）,相关命令 dis stp

 

 sw2的G0/1与根交换机相连，所以是根端口-RP（注：如两者之间有多条线连接，那就比较接口速率，速率大优先，和接口大小，F0/2>F0/1，小的优先）

 SW2的G0/2与非交换机相连，所以需要选举指定端口（非根交换机只有一个根端口，G0/1/已经是了，所以G0/2只能是指定端口和备用端口），所以G0/2需要和SW4的G0/2比较PID(比较内容，cost值  优先级  MAC地址，都是越小越优）在中两者的接口cost和优先级都是默认相同，分别都是20000和128，两者都可以手动更改。因此SW2 的G0/2口MAC地址小，所以为指定端口，反之SW4的G0/2为备用端口--AP

 

 SW4的G0/1与根桥相连所以G0/1为根端口--RP（注：如两者之间有多条线连接，那就比较接口速率，速率大优先，和接口大小，F0/2>F0/1，小的优先）

G0/2和SW2的G0/2比较得知为备用端口--AP

 通过上面内容，你可能对端口的概念还有点模糊，那么我们做个简单的总结：

指定端口 -DP    （根交换机上的接口都为指定端口，非根互联之间选举一个指定端口）    

根端口-RP           （非根交换机与根交换机相连的接口为根端口，一个非根交换机只有一个根端口）   

备用端口-AP     （非指定端口和非根端口为备用端口）

那么通过这个多的选举，stp如何去环的呢？

那就有端口角色的转发状态确定，STP的端口转发状态有：
   Forwarding    可以转发用户数据帧；可以学习MAC地址
   Learning    不能转发用户数据帧，但是可以学习MAC地址
   Discarding   不能转发用户数据帧，也不能学习MAC地址
   Blocking
   Disabled

那么简单来说stp的端口角色对应的状态是：

指定端口 -DP     ---   Forwarding（在选举收敛过程为Learning）

根端口-RP        ----Forwarding     （在选举收敛过程为Learning） 

备用端口-AP   -----Discarding 

查看接口状态命令display stp brief

sw3

SW2

sw4

 总结：

STP的工作原理简单分为：根桥-端口角色-接口状态

感谢大家查阅，以上内容仅代表个人意见，仅供参考，有错误的地方也希望大家及时指出，共同进步