STP生成树协议
STP生成树协议
l 环状的物理链路能够为网络提供备份线路，增强网络的可靠性。但环路会产生网络风暴，
STP协议可以在逻辑上断开环路，以防止广播风暴的产生。它并不是断掉物理链路。
1， STP简介：
STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议），即把一个环状的网络变成树状的网络。
STP协议就是用来将物理上存在环路的网络， 通过一种算法，在逻辑上阻塞一些端口，来生成一个逻辑上的树形结构。
在冗余链路的交换环境中，逻辑上阻断环路，防止广播风暴，当活动链发生故障，逻辑上被阻断的链路重新激活，起备份线路的作用。
2， STP工作原理：
（1），生成树算法：
生成树协议运行生成树算法（STA），过程：
１，选择根网桥（Root Bridge）
２，选择根端口（Root Ports）
３，选择指定端口（Designated Ports）
小知识点：
ＢＰＤＵ：（Bridge Protocol Data Unit，桥接数据单元）
STP借助交换BPDU来阻止环路，BPDU包括：BID（Bridge ID，桥ID）BID是用来识别是哪台交换机发出的BPDU。
当一个网桥开始变为活动时，它的每个端口都是每2s（使用缺省定时值时）发送一个BPDU。然而，如果一个端口收到另外一个网桥发送过来的BPDU，而这个BPDU比它正在发送的BPDU更优，则本地端口会停止发送BPDU。如果在一段时间（缺省为20s）后它不再接收到邻居的更优的BPDU，则本地端口会再次发送BPDU。
网桥有三种典型的方式：透明桥、源路由桥与源路由透明桥。
网桥典型地连接两个用同样介质存取控制方法的网段，IEEE 802.1d规范（此规范是为所有的802介质存取方法开发的）定义了透明桥。源路由桥是由IBM公司为它的令牌环网络开发的；而源路由透明桥则是透明桥和源路由桥的组合。桥两边的网段分属于不同的冲突域，但却属于同一个广播域。
在一个
桥接
的局域网里，为了增强可靠性，必然要建立一个冗余的路径，网段会用冗余的网桥连接。但是，在一个透明桥桥接的网络里，存在冗余的路径就能建立一个桥回路，桥回路对于一个局域网是致命的。
生成树协议是一种桥嵌套协议，在
IEEE 802.1d
规范里定义，可以用来消除桥回路。它的工作原理是这样的：生成树协议定义了一个数据包，叫做桥
协议数据单元
BPDU
（
Bridge Protocol Data Unit
）。网桥用
BPDU
来相互通信，并用
BPDU
的相关机能来动态选择
根桥
和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消除。
在一个生成树环境里，桥不会立即开始转发功能，它们必须首先选择一个桥为根桥，然后建立一个指定路径。在一个网络里边拥有最低桥
ID
的将变成一个根桥，全部的生成树网络里面只有一个根桥。根桥的主要职责是定期发送配置信息，然后这种配置信息将会被所有的指定桥发送。这在生成树网络里面是一种机制，一旦网络结构发生变化，网络状态将会重新配置。
当选定根桥之后，在转发数据包之前，它们必须决定每一个网段的指定桥，运用生成树的这种算法，根桥每隔
2
秒钟从它所有的端口发送
BPDU
包，
BPDU
包被所有的桥从它们的根端口复制过来，根端口是接根桥的那些桥端口。
BPDU
包括的信息叫做端口的
COST
，网络管理员分配端口的
COST
到所有的桥端口，当根桥发送
BPDU
的时候，根桥设置它的端口值为零。然后沿着这条路径，下一个桥增加它的配置端口
COST
为一个值，这个值是它接收和转发数据包到下一个网段的值。这样每一个桥都增加它的端口的
COST
值为它所接收的
BPDU
的包的
COST
值，所有的桥都检测它们的端口的
COST
值，拥有最低端口的
COST
值的桥就变为了指定的桥。拥有比较高端口
COST
值的桥置它的端口进入
阻塞状态
，变为了备份桥。在阻塞状态，一个桥停止了转发，但是它会继续接收和处理
BPDU
数据包。
1. 根网桥的选举：
l 网桥ID是8字节的字段，前两个字节的十进制数成为网桥优先级，后六个字节是网桥的MAC地址。（网桥优先级是用于衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制数，取值范围是0 ~ 65535，默认值是32768 ）
l
网桥ID中的MAC地址是交换机自身的MAC地址。可使用 show Version 在交换机版本信息中查看交换机自身的MAC地址。
l 选择根网桥的时候，比较的方式是： 看哪台交换机的网桥ID的值最小，优先级小的被选择为根网桥，在优先级相同的情况下，MAC地址小的为根网桥。
2．选择根端口：
选择了根网桥后，网络中的每台交换机必须和根网桥建立某种关联，因此，STP将开始选择根端口。
l 根端口位于非根网桥上，需要在每个非根网桥上选择一个根端口。
l 选择根端口的依据：
1， 到根网桥最低的根路径成本。
2，
直连的网桥ID最小。
3，
直连的端口ID最小。
链路带宽（Mb/s）
路径成本
10
100
16
62
45
39
100
19
155
14
622
6
1000
4
10000
2
端口ID是一个二字节的STP参数，由一个字节的端口优先级和一个字节的端口编号组成，端口优先级是一个可配置的STP参数，默认值是128.
l 根路径成本是两个网桥之间的路径上所有链路的成本之和，也就是某个网桥到达根网桥的中间所有链路的路径成本之和。
3
选择指定端口：
选择制定端口的依据：
１， 根路径成本较低。
２， 所在的交换机的网桥ID的值较小。
３， 端口ID值较小。
l 在STP选择指定端口的时候，首先比较同一网段上端口中根路径成本最低的，也就是将到达根网桥最近的端口作为指定端口；当根路径成本相同的时候，
比较这个端口所在的交换机的网桥ID值，选择一个网桥ID值小的交换机的端口作为指定端口，当网桥ID相同时候， 也就是说， 有几个位于同一交换机上的端口时，比较端口ID值，选择较小的作为指定端口。（
和选择根端口不同，在比较端口
ID
时，比较的是自身的端口ID
值。）
根网桥上的接口都是指定端口，因为根网桥上端口的根路径成本为0 。
链路带宽（Mb/s）
路径成本
10
100
16
62
45
39
100
19
155
14
622
6
1000
4
10000
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