STP， MSTP

一，STP
STP定義：生成樹協議（Spanning Treee Protocol）
做用：邏輯上斷開環路，阻止廣播風暴產生，當線路故障，阻塞接口被激活，恢復通訊，起備份線路的做用
STP的工做過程：
一、肯定交換機的角色
根交換機：整個交換網絡中，有且只有一個；
非根交換機：剩餘的其餘交換機，都稱之爲非根交換機
注意：
每個非根交換機都會計算出一條去往根交換機的最短的、無環、2層數據轉發路徑，而且最終該路徑是「轉發」狀態；
選舉原則：
比較每一個交換機的 BID (bridge ID):優先級+MAC地址
優先級：默認值爲 32768 ； 2個字節；
MAC地址：使用的是交換機的主板MAC；6個字節；
比較原則 -
首先比較優先級，越小越好；
其次比較MAC地址，越小越好；
二、肯定端口的角色
根端口：在每個非根交換機上，有且只有一個。 距離根交換機最近的端口；
指定端口：在每個"網段/segment"中，有且只有一個；距離根交換機最近的端口；
非指定端口：其餘全部端口，都叫作「非指定端口」
三、肯定端口的狀態
#down -關閉(指的是當前端口沒有啓動STP)
#listening -偵聽，此時偵聽的是網絡中的全部的BPDU
目的是爲了肯定交換機和端口的角色；
端口在該狀態停留15s
#learning -學習，該階段主要是學習端口上收到的數據幀
的源MAC地址，從而造成 MAC地址表；
端口在該狀態停留15s；
#forwarding -轉發(最終狀態)，該狀態實現數據包的發送和接收
#blocking -阻塞(最終狀態)，該狀態不能發送和接收數據包；只能接收 BPDU。

二，BPDU
BPDU：橋協議數據單元（Bridge Protocol Data Unit）
使用的是（組播）發送BPDU
BPDU類型：
一、配置BPDU
用於建立和維護 STP 無環轉發路徑樹
二、TCN BPDU （拓撲變動通告）
只有當 STP 無環轉發路徑樹(拓撲)變化的時候，纔會產生併發送
而且是：感知到該變化的交換機，產生 TCN BPDU ，只發送給根交換機，而後再由根交換機轉發給其餘的全部非根交換機；
BPDU包含的字段：

交換機端口的5種STP狀態：

STP計時器：
#hell 交換機週期性發送 BPDU 的時間間隔，默認是 2s ；
#forward-delay : 轉發延遲，默認時間爲15s ;
#max-age：最大老化時間，默認時間爲 20s ；

STP參數修改(思科)：
一、修改交換機的 STP 優先級 (確保網絡中有主根交換機和輔根交換機)

spanning-tree vlan x priority {value} , value 是4096的倍數

二、修改交換機的 STP 模式 (必須確保網絡的全部交換機的STP模式相同)

spanning-tree mode {pvst | rapid-pvst | mstp }

三、修改交換機的 端口  cost 
     #   interface fas0/22 (該鏈路指的是 trunk 鏈路)
         #  spanning-tree  vlan 3 cost {value} 
 四、針對某個 VLAN ，關閉 STP 功能
     #   no spanning-tree vlan x

驗證命令：
#show spanning-tree vlan x ->能夠查看交換機上關於 VLAN x 的 STP 信息

show spanning-tree ->能夠查看交換機上關於全部VLAN的 STP 信息

show spanning-tree summary ->能夠查看交換機運行的 STP 的模式；

show version -> 能夠查看交換機的 base mac ；

STP參數修改(華爲)：注意：交換機上的 STP 功能，默認都是開啓的；能夠人工關閉；
1 修改交換機的 STP 優先級：

[SW] stp priority {value} -> 必須得是4096的倍數

2修改交換機的 STP 模式
     #  [SW] stp mode {stp | rstp | mstp }
3修改交換機的端口的 STP  cost ： 
    #   [SW]interface fas0/13 
        #   [sw-fas0/13]stp cost {value}
4在交換機上關閉/開啓 STP ：
      # [sw]stp disable -> 關閉 STP ；
       #[sw]stp enable -> 開啓 STP ，默認是開啓的；

驗證命令：
#display stp
#display stp brief
二，MSTP
MSTP：多實例生成樹
是基於STP協議的加強性技術
（1）將二層交換設備上的端口綁定到不一樣的進程中，並以進程爲單位進行STP協議計算
（2）不在同一進程的端口不參與計算，從而實現各個進程內的生成樹計算獨立、互補影響
（3）MSTP網絡中包含一個或多個MST域（包含一個或多個MSTI）

MSTI(instance)即實例，是運行生成樹協議的交換設備 能夠關聯多個VLAN

配置 MST region
#[SW]stp region-configuration
#[sw-mstp-region]region-name {string} //配置 region 的名字；
#[sw-mstp-region]instance {id} vlan x y z m n //配置關聯的VLAN
#[sw-mstp-region]active region-configuration # [sw-mstp-region]display this
配置 MSTI
#[sw1]stp instance {id} priority {value} <-將 SW1設置爲 實例id 的根；

驗證命令：
#display stp instance {id} #display stp brief
注意：
默認狀況下，全部的 VLAN 都是屬於 instance 0 ; (系統的默認instance)
一個MSTP網絡中，能夠同時包含多個 region ；
每一個MST Region 中，能夠包含多個 instance （MSTI）
屬於相同 region 的交換機上，如下參數必須相同：
#region-name
#實例與vlan的映射關係必須相同
屬於同一個 region 中的多個交換機之間，能夠基於 instance 進行流量的負載均衡和備份；
STP 收斂速度比較慢 ：30-50s
RSTP收斂速度要比 STP 快，由於作了如下改進：
一、發現問題比較快
二、反應/傳輸問題比較快
發現拓撲變動的交換機，會產生TCN BPDU，直接發送給與本身相連
的其餘全部交換機；
三、解決問題比較快

端口角色細化：
#根端口(root port ) #指定端口 (designated port ) #替代端口(alternative port ):是根端口的備胎；
#備份端口(bakcup port ):是指定端口的備胎
(邊緣端口：通常都建議關閉 STP ；或者將鏈接非交換機的端口，設置非邊緣端口)
端口狀態精簡化：
#learning ：學習
#forwarding ：轉發
#discarding ：丟棄，至關於以前 STP 中的 down / blocking / listening