STP生成树协议原理及配置

STP：SpanningTree Protocol，生成树协议。

作用：在实际的网络环境当一个物理环路可以提高网络的可靠性，当一条线路断掉的时候，另外一条链路仍然可以传输数据。但是在交换的网络中，当交换机接受到一个未知的目的地址的数据帧的时候，交换机的操作是将这个数据帧广播出去，这样，在存在物理环路的交换机网络中，就会产生一个双向的广播环，甚至产生广播风暴，导致交换机死机。STP协议在逻辑上断开网络的环路，防止广播风暴的产生，而一旦正在用的线路出现故障，被逻辑上断开的线路又被连通，继续传输数据。

原理：主要是生成树的算法（STA），可以归纳3个步骤：

1、选择根网桥（RootBrige）,网桥id是一个8字节的字段，前两个是十几只数值是网桥的优先级（取值范围是0-65535，默认为32768，值越小优先级越高），后6个字节是网桥的MAC地址（交换机的MAC地址）。

结论：在选择根网桥的时候，优先相同级的情况下，那个MAC地址小，谁就是根网桥。

2、选择根端口（Root Ports），依照的顺序依次是：到根网桥最低的根路径成本（根路径成本是两个网桥间的路径上所有链路的成本之和，链路传输的速率越大，传输数据的成本越低，10=100，100=19，1000=4，10000=2）；直连的网桥ID最小；端口ID最小。端口ID是一个2字节的STP参数，由一个字节的端口优先级（取值范围0-255，默认是128）和一个自己的端口编号组成。

结论：当根路径成本相同的时候，比较连接的交换机的网桥ID值，值小的作为根端口；当网桥ID相同的时候，比较端口ID值，选择值小的作为根端口。

3、选择指定端口（DesignatedPorts），为了消除桥接贿赂形成的可能，STP进行最后的计算，在每一个网段上选择一个指定端口，选择指定的端口依据与根端口的相同。顺序也有三个：根路径成本较低；所在的交换机的网桥ID的值较小；端口ID的值较小。

结论：根网桥没有根端口，根网桥上的端口都是指定端口，根端口和指定端口都是转发端口。

BPDU：桥协议数据单元，交换机使用该接口的MAC地址作为源地址，利用一个STP组播地址01-80-C2-00-00作为目的地址发送BPDU，每隔2秒，交换机向所有的交换机端口发送一个BPDU报文，通过BPDU来交换网桥ID/根路径成本信息。

BPDU的分类：配置BPDU用于生成树计算，TCN BPDU通告，用于通告网络拓扑的变化。

生成树的状态分为5种：禁用disable/阻塞blocking/侦听listening/学习learning/转发forwarding，hello时间2s，转发延迟15s，最大老化时间20s。从阻塞到侦听20s，从侦听到学习15s，从学习到转发15s。

vlan与生成树的关系：

IEEE的通用生成树CST；cisco的每vlan生成树PVST；cisco的能兼容CST的PVST（PVST+)；还有RSTP和MST（在进程里给不同的vlan做树）。

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 小于<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

以太网通道的配置：

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

本文转自 kity_bie 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/19281928/1320550

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