Spanning-tree Potocol（整理）

生成树主要的目的就是为了防止二层环路。

广播风暴、广播帧的目的MAC是全F的，一个交换机从一个接口收到的泛洪流量会从自己的接口泛洪出去。在整个交换网络泛洪就形成了广播风暴。

BPDU (Bridege Protocol Data Unit )

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。

对于参与STP的所有SW，他们都是通过数据消息的交换来获取网络中的其他SW信息，这种消息就称为BPDU。

BPDU 是直接封装在二层的协议，其MAC地址最后封装为:00 (01:80:C2::00:00:00)

BPDU 的功能：

1.选举根桥

2.确定冗余路劲位置

3.通过阻塞特定端口来避免选路

4.通告网络的拓扑变更

5.监控生成树的状态

BPDU每2S由根桥发送一次

STP的分类：

         &DEC SPT 是由 Radia Perlman 在1985年于DCE公司（数据设备公司）开发出来的

   &在1990年，IEEE基于Perlman 设计的算法公布了首个标准协议-802.1D。后来又于1998年和2004年公布了后来的版本，其中包含了多种扩展版本。

         CST(公共生成树)

         PVST+ (每VLAN生成树增强版)

         RSTP  （快速生成树）

         PVRST+ 是思科对RSTP的增强版，与PVST+类似，它可以为每个VLAN分别提供一个独立的802.1W实例(实例就是等于树)。

协议	标准	所需资源	收敛速度
CST	802.1D	低	慢	所有VLAN
PVST+	Cisco	高	慢	每VLAN
RSTP	802.1w	中	快	所有VLAN
RVRST+	Cisco	很高	快	每VLAN
MSTP	802.1S	中/高	快	VLAN列表

生成树协议的比较

  SPT是一个IEEE委员会标准，委员会将其定义为802.1D。快速生成树则被定义为802.1W。

  STP和RSTP的行为如下：

  STP会强制一些端口进入备份状态，使其不会侦听、转发或泛洪数据帧。总的效果就是最后只有一条路径能头通向一个网段，而该路径随时处理活跃状态。

如果网络中通往任何网段的连通性出了问题。STP或RSPT就会通过自动激活先前的非活动（Inactive）路径来重建连接（前题是网络中存在冗余路径）

生成树的选举过程：

         1.选举根网桥  (Root bridge)

           SPT协议会通过一个进程来选举根网桥。在网络中，每个VLAN中只能有1个网桥当根网桥（Root bridge）在根网桥上面，所有的端口都会成为指定端口。指定端口不仅能够发送和接受流量，而且还可以发送接收配置消息或BPDU。优先级低的选举为根网桥。

桥ID 最小的ID 2字节的优先级+6字节MAC

默认的优先级是32768（BGP中的默认优先级也是32768）

交换机的MAC用的CPU背板 BPDU只能是根桥始发。

         2.选举根端口 (Root prot)

根端口出现在每一个非根桥上面，根桥上面没有根端口。有且只有一个根端口。

         STP协议会在每个非根桥上面建立1个根端口。根端口所连路劲是非根桥到根桥之间最低的路径。根端口可以接收和发送流量。如果非根桥到根桥之间存在多条等价路径。那么非跟网桥就会选择端口ID 最低的端口作为根端口，端口ID是由优先级和端口号共同所组成。如果所有都具备根端口资格的端口优先级相同，那么默认选择最小的端口为根端口。

        3.选择各个网段的指派端口

         STP会在网桥上为每个网段分别建立一个指定端口。它到达根网桥的开销最低

非指定交换机上面的端口角色

端口角色	描述
根端口	这一类端口存在非根桥上，它是交换机端口去往根桥的最佳路径。根端口会将数据流转发给根桥，而根端口上接受到的数据帧源MAC地址会被填入到MAC标中，每个网桥上面只有一个根端口。
指定端口	这一类端口既存在于根网桥上，也存在于非根网桥上，对于根网桥来说，所有的交换机端口都会成为指定端口，对于非根网桥来说，指定端口是根据需要与根交换机收发数据帧的端口。每个网段中只能有一个指定端口。如果同一个网段中有多台交换机，那么他们就会通过一个进程来决定出谁是指定交换机。而相应的交换机在这个网段的端口就会开始为这个网段转发数据帧，指定端口上接收到的数据帧源MAC地址也会被填入到MAC表中。
非指定端口	非指定端口既不会转发数据帧（因为被阻塞了），也不会将该网段接收到的数据包源MAC地址填入MAC地址表中。
禁用端口	禁用端口是指被关闭的交换机端口。