STP生成樹協議原理及配置

STP：SpanningTree Protocol，生成樹協議。

做用：在實際的網絡環境當一個物理環路能夠提升網絡的可靠性，當一條線路斷掉的時候，另一條鏈路仍然能夠傳輸數據。可是在交換的網絡中，當交換機接受到一個未知的目的地址的數據幀的時候，交換機的操做是將這個數據幀廣播出去，這樣，在存在物理環路的交換機網絡中，就會產生一個雙向的廣播環，甚至產生廣播風暴，致使交換機死機。STP協議在邏輯上斷開網絡的環路，防止廣播風暴的產生，而一旦正在用的線路出現故障，被邏輯上斷開的線路又被連通，繼續傳輸數據。

原理：主要是生成樹的算法（STA），能夠概括3個步驟：

1、選擇根網橋（RootBrige）,網橋id是一個8字節的字段，前兩個是十幾只數值是網橋的優先級（取值範圍是0-65535，默認爲32768，值越小優先級越高），後6個字節是網橋的MAC地址（交換機的MAC地址）。

結論：在選擇根網橋的時候，優先相同級的狀況下，那個MAC地址小，誰就是根網橋。

2、選擇根端口（Root Ports），依照的順序依次是：到根網橋最低的根路徑成本（根路徑成本是兩個網橋間的路徑上全部鏈路的成本之和，鏈路傳輸的速率越大，傳輸數據的成本越低，10=100，100=19，1000=4，10000=2）；直連的網橋ID最小；端口ID最小。端口ID是一個2字節的STP參數，由一個字節的端口優先級（取值範圍0-255，默認是128）和一個本身的端口編號組成。

結論：當根路徑成本相同的時候，比較鏈接的交換機的網橋ID值，值小的做爲根端口；當網橋ID相同的時候，比較端口ID值，選擇值小的做爲根端口。

3、選擇指定端口（DesignatedPorts），爲了消除橋接賄賂造成的可能，STP進行最後的計算，在每個網段上選擇一個指定端口，選擇指定的端口依據與根端口的相同。順序也有三個：根路徑成本較低；所在的交換機的網橋ID的值較小；端口ID的值較小。

結論：根網橋沒有根端口，根網橋上的端口都是指定端口，根端口和指定端口都是轉發端口。

BPDU：橋協議數據單元，交換機使用該接口的MAC地址做爲源地址，利用一個STP組播地址01-80-C2-00-00做爲目的地址發送BPDU，每隔2秒，交換機向全部的交換機端口發送一個BPDU報文，經過BPDU來交換網橋ID/根路徑成本信息。

BPDU的分類：配置BPDU用於生成樹計算，TCN BPDU通告，用於通告網絡拓撲的變化。

生成樹的狀態分爲5種：禁用disable/阻塞blocking/偵聽listening/學習learning/轉發forwarding，hello時間2s，轉發延遲15s，最大老化時間20s。從阻塞到偵聽20s，從偵聽到學習15s，從學習到轉發15s。

vlan與生成樹的關係：

IEEE的通用生成樹CST；cisco的每vlan生成樹PVST；cisco的能兼容CST的PVST（PVST+)；還有RSTP和MST（在進程裏給不一樣的vlan作樹）。

PVST的配置命令：

switch(config)#spanning-tree vlan 1 switch(config)#spanning-tree vlan 1 root primary|secondary switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 小於<24576 switch(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost cost switch(config-if)#spanning-tree vlan 1 port-priority <24576 switch(config)#spanning-tree uplinkfast switch(config)#spanning-tree portfast

以太網通道的配置：

switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 2 switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on

查看命令：

switch#show spanning-tree switch#show spanning-tree vlan 1 detail