STP生成树协议（超详细小白也能看懂）

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目录

一、为什么要用STP

二、STP的作用

三、STP操作

四、STP名词解释：

五、生成树选举办法

六、生成树选举因素

七、根桥选举：

八、根端口的选举

九、端口状态

十、定时器

十一、故障恢复时间        

十二、广播风暴

十三、广播风暴危害

十四、BPDU组成

十五、STP的一些命令

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一、为什么要用STP

        为了提高网络可靠性，交换网络中通常会使用冗余链路。然而，冗余链路会给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。

二、STP的作用

a)Stp通过阻塞端口来消除环路，并能够实现链路备份目的

b)消除了广播风暴

c)物理链路冗余，网络变成了层次化结构的网络

三、STP操作

选举一个根桥每个非根交换机选举一个根端口每个网段选举一个指定端口阻塞非根，非指定端口

 

四、STP名词解释：

根桥：生成树里面的‘老大’，桥id最小备份根桥：生成树里面的“二把手”，老大挂了的时候，我当老大，桥ID第二小。非根交换机：干活的小弟，都有一个根端口根端口：离根桥最近的端口指定端口：根桥所有参与生成树选举的端口，都一定是指定端口非根非指定端口：被阻塞的端口---备用链路的端口路径开销：是端口Cost值，可以用来选择最优的路径，值越小越优。根路径开销是端口到达根桥的过程中累计的路径开销。BID:桥ID：是由桥优先级和桥MAC地址构成，桥优先级为高16位，MAC地址是低48位。PID:端口ID：是由端口优先级和端口号构成，端口优先级为高4位，端口号

五、生成树选举办法

根桥交换机，备份根桥交换机，非根交换机根端口，指定端口，非根非指定端口（阻塞端口/预备端口）

六、生成树选举因素

第一种根桥选举因素：优先级，MAC地址第二种端口选举因素：路径开销>桥ID>对端端口ID>本端端口ID如果我们要改变根桥直连端口的接口属性，要修改 路径开销。

七、根桥选举：

刚启动STP时，每台交换机都认为自己是根桥根桥所有参与生成树选举的端口，都一定是指定端口

根桥交换机指定端口直连的交换机端口，都一定是指定端口   

根桥：在参与生成树选举的网络里面 桥id肯定是最小的

备份根桥：在参与生成树选举的网络里面 桥id肯定是次优的存在                                     影响根桥选举的因素：

               1)优先级（交换机默认优先级是32768）越小越优先，0的优先级最高。

               2)优先级一样，看MAC地址表，最小的就是根桥。

               3）两种方式：优先级最小、MAC地址最小

八、根端口的选举

非根交换机在选举根端口时分别依据该端口的根路径开销、桥ID、对端PID和本端PID（接了hub的情况才会用到本端PID）未被选举为根端口或指定端口的为预备口

九、端口状态

disable（端口未启用状态或初始状态，端口不处理任何数据端口状态为down）blocking（阻塞状态，维持20秒）listening（监听状态，参与生成树计算，接受并发送BPDU报文维持15秒）learning（学习状态，端口不转发用户流量，学习MAC表，参与生成树计算，接受并发送BPDU报文，防止环路维持15秒）forwarding（转发状态）

十、定时器

a)Hello Time:

        指允许STP的设备发送BPDU的时间间隔。当网络拓扑稳定之后，若要修改该定时器，只有在根桥修改才能生效。

b)Forward Delay:

 

        指接口进行状态更换的延迟时间。也就是在处于Listening和Learning的持续时间，缺省值为15秒。

c)Max Age:

        指接口的BPDU老化时间。BPDU从根桥被发出的时候，Message Age值为0，每经过一个桥设备，其值加1。当非根桥设备收到BPDU后，会比较Message Age和Max Age的大小。如果前者小于等于后者，该非根桥设备继续转发该BPDU；如果前者大于后者，该BPDU将被丢弃，此时可以认为网络直径过大，根桥连接失败。

在同一个拓扑中，Max Age是相同的，可在根桥上修改该值。

十一、故障恢复时间
        

1. 根桥故障恢复时间是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s（发送TCPBDU）
2.直连链路故障回复时间是2*forwading Delay=15*2=30s
3.间接链路故障恢复时间是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s

十二、广播风暴

1.物理上存在环路
2.技术层面，交换机不能拒接广播，当收到广播时，会进行泛洪

十三、广播风暴危害

1.影响网络的效率
2.占用了大量的网络带宽
3.MAC地址会出现震荡（漂移）
4.数据无法正常传递
5.网络会瘫痪

十四、BPDU组成

 

        为了计算生成树，交换机之间需要交换相关的信息和参数，这些信息和参数被封装在BPDU （ Bridge Protocol Data Unit ）中。                  BPDU 有两种类型：配置 BPDU 和 TCN BPDU 。         配置BPDU 包含了桥 ID 、路径开销和端口 ID 等参数。 STP 协议通过在交换机之间传递配置 BPDU 来选举根交换机，以及确定每个交换机端口的角色和状态。在初始化过程中，每个桥都主动发送配置 BPDU 。在网络拓扑稳定以后，只有根桥主动发送配置 BPDU ，其他交换机在收到上游传来的配置 BPDU 后，才会发送自己的配置 BPDU 。         TCN BPDU是指下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。

十五、STP的一些命令

Stp enable 关闭生成树Display mac-address查看MAC地址表Stp priority 设置交换机优先级（取值范围0-61440，默认优先级32768）Display STP 查看生成树日志Display stp brief查看接口是什么端口stp cost cost命令取决于路径开销计算方法：使用华为的私有计算方法时，cost取值范围是1～200000。 使用IEEE 802.1d标准方法时，cost取值范围是1～65535。 使用IEEE 802.1t标准方法时，cost取值范围是1～200000000。stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy }命令用来配置指定交换机上路径开销值的标准。stp mode { mstp | stp | rstp }命令用来配置交换机的生成树协议模式修改生成树优先级：    Stp pri +优先级数（0-61440）必须是4096的倍数32768 交换机默认优先级 *2得到B类地址总数65536 B类地址总数 /2 得到交换机默认优先级

注意：想要一个交换机一定为根桥，修改优先级，优先级可以为0。
        在后面加入新设备时，要使原根桥不变可以增大加入的新设备的优先级。
        交换机默认情况下直连的路径开销最小，但人工修改后则修改的可以为最小。

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