HCIP——生成树协议
HCIP——生成树协议
二层桥接环路导致的问题
广播风暴
MAC地址表翻滚在一台交换机上，同一个MAC地址只能映射唯一的接口；但同一个接口可以映射多个不同的MAC地址；
同一数据帧的重复拷贝
以上3个条件最终导致设备工作过载，导致重启保护
生成树：
一个二层交换网络中，生成一棵树型结构，逻辑的阻塞部分接口，使得从根到所有的节点仅存在唯一的路径；当最佳路径故障时，自动打开部分阻塞端口，来实现线路备份的作用；
生成树在生成过程中，应该尽量的生成一棵星型结构，且最短路径树；
存在算法：
802.1D
PVST
PVST+(CISCO)
RSTP(802.1w)
MSTP(802.1S)
一、802.1D
●IEEE标准组织
●一个交换网络内仅存在一棵生成树实例
●配置BPDU只有根网桥可以发送，在交换网络初始状态时，所有交换机均定义本地为根网桥，进行BPDU的发送；使得网络中所有交换机均收到其他设备的BPDU，之后基于数据中的参数进行比对，选举出根网桥；再所有非根网桥不再发送BPDU，而是仅接收和转发根网桥的BPDU；周期2s发送，hold time 20s；
●根网桥
一个生成树实例中，有且仅有一台交换机为root
BPDU中的 桥ID来决定
桥ID= 网桥优先级（0-65535公有） 默认32768 + MAC地址（只有存在svi接口的交换机才拥有mac地址，若存在多个mac选数值最小）
根网桥的选举:先比较优先级，小优； 若优先级相同，比较mac，数值小优；
●根端口
每台非根网桥上，有且仅有一个接口；本地离根网桥最近的接口（最短、星型），接收来自根网桥的BPDU，转发用户的流量（该接口不阻塞）
规则：
1、比较从根网桥发出后，通过该接口进入时最小的cost值；
2、入向cost值相同，比较该接口对端设备的BID，小优
3、对端BID也相同，比较该接口对端设备的接口的PID；先优先级小，若优先级一致，编号小
4、连对端PID也相同，比较本地PID，小优；
PID=端口ID 接口优先级（0-240，步长16，默认128） 接口编号
●指定端口
在每一段存在STP的物理链路上，有且仅有一个；转发来自根网桥的BPDU，
同时可以转发用户流量（不阻塞）；默认根网桥上所有接口为指定端口；
规则:
1、比较从根网桥发出后，通过该接口出去这段链路时的cost值最小（出向）
2、若出向cost值相同，必须本地的BID，小优；
3、本地BID相同，比较本地的PID；
4、本地PID，相同，直接阻塞该端口；
●非指定端口(阻塞端口)
当以上所有角色全部选举完成后，剩余没有任何角色的接口为非指定；
该接口逻辑阻塞，实际可以接收到信息，但不转发；
cost值：不同带宽 存在不同cost
802.1d标准： 802.1T标准
10M = 100 1000M= 20000
100M=19 100M=200000
1000M=4
10000M=2
>100000M=1
[SWA]stp pathcost-standard ? 默认华为使用802.1t标准
dot1d-1998 IEEE 802.1D-1998
dot1t IEEE 802.1T
legacy Legacy
生成协议中，至少应该将根网桥干涉到汇聚层处；
●接口状态
●down：没有BPDU收发，一旦可以进行BPDU收发进入下一状态
●侦听：强制15s；所有交换机进行BPDU收发，选举所有角色；接口角色为非指定端口直接进入阻塞状态；
若为指定端口和根端口进入下一状态；
●学习：强制15s； 指定端口和根端口学习所有接口连接设备的MAC地址，生成MAC表；之后进入下一状态
●转发：指端端口和根端口进入，可以转发用户报文；
●阻塞：逻辑阻塞；
注：只有到接口进入到转发状态后，才能为用户转发数据报文，之前的30s不能转发任何数据；
收敛时间：
初次收敛—30s = 15侦听+15s学习
结构变化：
存在直连检测：本地存在阻塞端口，若其他端口断开，该阻塞端口马上进入15是侦听（选举）；结果若为启用，那么将再进入15s学习=总30s
没有直连检测：本地不存在阻塞端口，若某个端口断开，将发送次优BPDU（以本地为根）给其他邻居交换机，其他交换机无视该数据，进行20s hold time计时，到时时阻塞接口进入15s侦听，15s学习=总50s
●缺点
收敛慢
链路利用率低
二、PVST
●cisco私有 基于vlan的生成树协议
●在每个vlan内，存在一棵树，每个树的工作原理同802.1d一致；不同vlan的BPDU区别在于优先级；
●优先级=4096倍数+vlan id 人为仅可修改4096倍数备份，且只能修改为4096的整倍
●仅支持 trunk干道封装为ISL（cisco私有封装）
●缺点：收敛还是慢，树多（但是有独立芯片）
三、PVST+
●在PVST的基础，兼容802.1q的trunk封装；且设计了部分的加速；
●端口加速（进入层连接用户的接口）
上行链路加速--------针对直连检测 –所有汇聚层设备上配
骨干加速-----------—针对次优BPDU
●缺点：
收敛慢（加速不彻底）
树多（仅cisco存在单独的芯片，友商无法负荷）
四、RSTP–快速生成树
●cisco的RSTP — 基于vlan的快速生成树 - 一个vlan一棵树，pvst+的升级
●公有RSTP（802.1w） — 整个交换网络一棵树 ，802.1d的升级
●快速原理
1、取消了计时器，而是在一个状态工作完成后，直接进入下一状态；
2、分段式同步，两台设备间逐级收敛；使用请求和同意标记；依赖标记位的第1和第6位
3、BPDU的保活为6s；hello time 2s；
4、将端口加速（边缘接口）、上行链路加速、骨干加速集成了
5、兼容802.1d和PVST，但802.1d和PVST没有使用标记位中的第1-6位，
故不能快速收敛；因此如果网络中有一台设备不支持快速收敛，那么其他
开启快速收敛的设备也不能快速；
当TCN消息出现时，不需要等待根网桥的BPDU，就可以刷新本地的cam表；
切记:接口默认为半双工时，即便允许RSTP，依然基于慢速的802.1D算法来收敛
五、MSTP/MST/802.1S
●华为设备默认使用该协议
●继承了快速生成树的基础；将多个vlan放置于一个组内，基于每个组生成一棵树
●不同组间的BPDU中优先级= 4096倍数+组号
[r1]stp mode mstp
默认存在组0，且所有vlan默认处于该组；优先级= 32768+0
分组
[sw1]stp enable
[sw1]stp region-configuration
[sw1-mst-region]region-name a 所有设备应在一个组内
[sw1-mst-region]instance 1 vlan 1 to 5
[sw1-mst-region]instance 2 vlan 6 to 10
[sw1-mst-region]active region-configuration 激活当前配置（必须配置该指令）
切记：若将创建某个组，但该组内的vlan，在本交换机上没有创建，同时没有为该vlan服务的接口；该组将没有任何信息；整个交换网络中所有设备的分组信息必须完全一致；