STP原理

STP生成树是针对于二层网络优化技术，主要的作用是为了冗余和防止环路的产生。

STP的作用：

• 逻辑上断开链路，防止网络风暴的产生。

• 当线路故障的时候，阻塞接口被激活，恢复通信。

BID：网桥ID，BID=优先级+MAC地址，交换机默认优先级为32768。

PID：端口ID，PID=端口优先级+端口编号，端口默认优先级为128.

STP的选举算法：

• 选举根交换机：根据BID选举为根交换机，数值越小则为根交换机。

• 选举根端口（RP）：根据到达根交换机的路径成本，对端BID，对端PID选举根端口，数值越小则为根端口。

• 选举指定端口（DP）：根据到达根交换机的路径成本，本端BID，本端PID选举指定端口，数值越小则为根端口。

• 其余接口一律阻塞。

生成树使用BPDU桥接数据单元通信。

BPDU的类型：

• 配置BPDU：用于生成树计算，每2秒更新一次。

• 拓扑变更通信：当网络出现问题的时候才会发，用于通告网络变化。

STP接口状态：

• 阻塞(Blocking)：默认延时20S，只接收BPDU。

• 侦听(Listening)：默认延时15S，接口开打，构建活动拓扑。

• 学习(Learning)：默认延时15S，构建MAC地址表。

• 转发(Forwarding)：发送接收用户数据

• 禁用(Disabled)：接口关闭Shutdwon。

STP利用三种计时方法来确保网络的收敛：

• Hello时间：默认时间为2S。

• 转发延迟：默认为30S。

• 最大老化时间：默认为20S。

STP跟VLAN的关系：

• IEEE的CST通用生成树：不考虑VLAN的存在，只在网络中生成单个STP。

• IEEE的MST多生成树：多个VLAN共用一颗树。

• CISCO的PVST每个VLAN生成树：每个VLAN一个STP。

• CISCO的PVST+增加的每个VLAN生成树：每个VLAN一个STP，可以与CST生成树兼容。

CISCO的PVST+生成树命令：

注：速接口一般应用于PC接入口，可以关闭STP的收敛，达到迅速通信。

主根优先级默认为8192，副根优先级默认为16384.

MSTP生成树多个VLAN可以共用一颗生成树

MSTP生成树引入了域的概念，一个域中可以有多个实例，而一个实例可以理解为一个树。

Instance 0是一个特殊的树，只要启动了MST，它就默认启动，它是所有VLAN默认映射到这个实例中。

• BPDU保护：当交换设备启动了BPDU保护功能后，如果边缘端口收到其他生成树的BPDU，边缘端口将自动Shutdown。

• 根保护：由于网络中恶意攻击，根网桥收到优先级更高的BPDU，根端口不在转发报文，当优先级恢复则恢复正常的状态。

华为H3C的MSTP多生成树命令：