STP

 生成树协议STP（Spanning Tree Protocol），又称扩展树协议，是一种基于、OSI网络模型的数据链路层（第二层）通讯协议，用作确保一个无环路的网络环境。通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路的备份功能。

生成树工作原理

  生成树协议的国际标准是IEEE802.1d.运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔内通过网桥协议数据单元（BPDU）的组播帧与其他交换机交换配置信息，其工作的过程如下：

1. 通过比较网桥/交换机优先级选取根网桥/交换机（给定广播域内只有一个根网桥/交换机）；

　　2. 其余的非根网桥/交换机只有一个通向根网桥/交换机的端口，称为根端口；

　　3. 每个网段只有一个转发端口；

　　4. 根网桥/交换机所有的连接端口均为转发端口。

生成树功能 

1、利用生成树算法、在以太网络中创建一个以某台交换机为根网桥的生成树，避免环路。

2、在以太网络发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的作用。

生成树协议的算法过程

生成树协议算法归纳为三个步骤：选择根网桥、选择根端口、选择指定端口

（1）选择根网桥：全网中选择一个根网桥。比较网桥的BID值，BID值越小其优先级越高。BID有两部分组成：交换机的MAC地址（6字节）和交换机的优先级（2字节，默认32768）.如果优先级相同，就比较MAC地址，MAC地址越小越优先。

（2）选择根端口：每个非根网桥上都有一个根端口。

 a、比较根路径成本，根路径成本取决于链路的带宽，带宽越大，路径成本越低，则选该端口为根端口。

 b、如果根路径成本相同，则要比较所在对端交换机BID值，值越小，则其优先级越高。

  c、比较端口的ID值，该值分为两部分：端口优先级和端口编号，值小的被    选为根端口

（3）选择指定端口：在每条链路上选择一个指定端口，根网桥上所有端口都是指定端口

　　首先，比较根路径成本，

　　其次，比较端口所在网桥的ID值

最后，比较端口的ID 值

 

每个网络中只有一个根网桥；

每个非根网桥只有一个根端口；

每个网段只能有一个指定端口；

根网桥无根端口；

根网桥端口全为指定端口；

非指定端口为阻塞端口。

STP 简介--STP端口状态

交换机完成启动后，生成树便立即确定。如果交换机端口直接从阻塞转换到转发状态，而交换机此时并不了解所有拓扑信息时，该端口可能会暂时造成数据环路。为此，STP 引入了五种端口状态。
阻塞(blocking) － 该端口是非指定端口，不参与帧转发。此类端口接收 BPDU 帧来确定根桥交换机的位置和根 ID，以及最终的活动 STP 拓扑中每个交换机端口扮演的端口角色，不发送BPDU。

侦听(listening) － STP 根据交换机迄今收到的 BPDU 帧，确定该端口可参与帧转发。此时，该交换机端口不仅会接收 BPDU 帧，它还会发送自己的 BPDU 帧，通知邻接交换机此交换机端口正准备参与活动拓扑。开始选定根网桥，指定端口和根端口。

学习(learning) － 端口准备参与帧转发，并开始填充 MAC 地址表。

转发(forwarding) － 该端口是活动拓扑的一部分，它会转发帧，也会发送和接收 BPDU 帧。

禁用(disabled) － 该第 2 层端口不参与生成树，不会转发帧。当管理性关闭交换机端口时，端口即进入禁用状态。

端口可以转换的状态：

 

传统生成树协议有3个定时器：Hello timer、Forward Delay和Max Age分别代表为

1.Hello timer：发送配置BPDU之间的间隔，默认为2秒

2.Forward Delay：侦听和学习状态的持续时间，默认为15秒.这是一个值控制两个状态的时间.

3.Max Age：BPDU存储的时间长度，默认为20秒.如果从收到BPDU开始,20秒内仍未收到BPDU,网桥将宣布保存的BPDU无效,并开始寻找新的根端口.