一、STP中的选举步骤和端口状态

选举步骤：

1、选举ROOT-SW根网桥
2、选举根端口RP（root port）
3、选举指定端口DP（Designate port）
4、其余的端口被Block阻塞
5、stp选举时候端口状态（15s 到listening，选举就结束了）：

二、STP选举过程

A、确定Root Bridge -通过BID的比较判决。

在同一个二层网络中需要选举，即一个广播域内要选举，并且一个网络中只能选举一台根交换机（ROOT）。Birdge-ID中优先级数字小的为根交换机，优先级范围为0-65535，如果优先级相同，则MAC地址小的为根交换机。

B、所有非根桥交换机选举RP(Root Port) - 每个非根桥有且只有一个RP（主要作用是负责接收并且监听根桥的BPDU）

1、比较每个端口到达Root的Cost,具有最小Cost的端口成为RP端口的，开销是指本端口收到一个对端网桥的BPDU以后,累加本端口的COST之后的总路径开销。cost相同比较Sender BID

2、比较Send BID，收到BPDU中Send BID最小的端口成为RP，负责转发根网桥BPDU的交换机每次转发都将其中BID替换为自己的，先优先级后MAC 越小越好，Sender BID相同的话比较port ID

3、比较Port ID，收到BPDU中，Port ID最小的端口成为RP。Port ID由2个字节组成.包含一个数字有序对。第一个数字作为Port priority，第二个数字作为Port Number。排列顺序不一定和物理端口顺序一样，但是具体数字丌一定一样。

C、所有链路上确定DP(Design Port) - 转发BPDU的端口。

在每个冲突域需要选举，简单的理解为为每条连接交换机的物理线路的两个端口中，有一个要被选为指定端口，每个网段选举指定端口后，就能保证每个网段都都链路能够到达根交换机。根端口的对端一定是指定端口（主要作用是用来转发来自跟桥的BPDU）

1、比较同一段链路上2个端口发送BPDU到根的cost，较小的一个端口成为DP，如果相同再比较Sender BID
2、比较同一段链路上的2个端口发送BPDU的Sender BID（发送SW一般是这个端口所属的SW），较小的一个端口成为DP

D、网络中剩余的端口不全就是Block，只接受和监听BPDU，但是不发送接受数据。

在这个简单的拓扑中，三台交换机形成一个闭环，交换机之间使用trunk链路，并允许所有vlan通过（mstp中如果不允许某个vlan通过那么这个vlan的mstp-bpdu报文将无法收发也就无法形成实例树），然后查看默认的stp模式。

1、分别在三台交换机上查看stp的默认模式，以LSW1为例：

<sw1>display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------
CIST Bridge         :32768.4c1f-ccdb-6e3b       #本交换机的root-id
Config Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20    #mstp中各种报文的默认时间
Active Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC      :32768.4c1f-ccdb-6e3b / 0      #根桥的root-id，就是sw1自己
CIST RegRoot/IRPC   :32768.4c1f-ccdb-6e3b / 0
CIST RootPortId     :0.0
BPDU-Protection     :Disabled
TC or TCN received  :26
TC count per hello  :0
STP Converge Mode   :Normal
Time since last TC  :0 days 16h:20m:53s
Number of TC        :23
Last TC occurred    :GigabitEthernet0/0/2

2、在三台交换机中分别配置vlan2、3，并使用mstp观察各个交换机的角色和端口状态

[sw1]display stp brief        #默认情况下mstp是实例0，并只有一个vlan1在实例0中MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[sw1][sw2]display stp brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        ALTE  DISCARDING      NONE
[sw2][sw3]display stp brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[sw3]

在以上的显示中看到sw1是instance 0的根桥，sw2上的g0/0/2端口被阻塞，参考指定端口的选举原则，sw2的root-id大于sw3，所以端口被逻辑阻塞。

3、在三台交换机中创建实例mstp实例1，并将vlan2、3放入实例1中，三台交换机配置一样：

stp region-configuration      #进入mstp配置模式region-name mstp     #mstp域名，同一个域内的交换机域名必须相同（多个mstp域相连，每个域被看做一台sw）revision-level 1   #mstp的版本等级，一个域内必须相同，用于bpdu报文的hash计算instance 1 vlan 2 to 3   #创建实例1，并将vlan2、3放入实例1中active region-configuration    #激活以上配置，否则配置不生效也看不到
#<sw1>display stp instance 1 brief     #实例1的配置已经激活MSTID  Port                        Role  STP State     Protection1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
<sw1>

4、将包含vlan1的instance1的根桥配置为sw2，与包含vlan2、3的instance0形成流量在逻辑上的负载分担，和备份。

在sw2上配置根桥优先级让sw2成为instance 1的根桥

[sw2]stp instance 1 priority 4096       在instance1中将sw2的优先级改为4096（默认为32768）使它成为instance1的根桥

再查看mstp中instance0和instance1的树状态对比：

<sw1>display stp brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
<sw1>[sw2]display stp brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        ALTE  DISCARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[sw2]<sw3>display stp brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
<sw3>

在交换机中查看instance 1 的根桥

-------[MSTI 1 Global Info]-------
MSTI Bridge ID      :0.4c1f-ccfa-7cd1
MSTI RegRoot/IRPC   :0.4c1f-ccfa-7cd1 / 0    #根桥root-id
MSTI RootPortId     :0.0
MSTI Root Type      :Primary root         #说明是根桥
Master Bridge       :32768.4c1f-ccdb-6e3b     #sw1的root-id,这个是全局instance0的根桥root-id
Cost to Master      :20000
TC received         :7
TC count per hello  :0
Time since last TC  :0 days 17h:16m:56s
Number of TC        :10
Last TC occurred    :GigabitEthernet0/0/2----[Port1(GigabitEthernet0/0/1)][FORWARDING]----Port Role           :Designated PortPort Priority       :128Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=20000Designated Bridge/Port   :0.4c1f-ccfa-7cd1 / 128.1Port Times          :RemHops 20TC or TCN send      :3TC or TCN received  :3----[Port2(GigabitEthernet0/0/2)][FORWARDING]----Port Role           :Designated PortPort Priority       :128Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=20000Designated Bridge/Port   :0.4c1f-ccfa-7cd1 / 128.2Port Times          :RemHops 20TC or TCN send      :3TC or TCN received  :4
[sw2]

做完以上配置后,形成的逻辑拓扑如图:

根桥上的所有端口都是指定端口，一条链路上收到根桥报文最近的端口为根端口，发送报文到根桥最近的端口是指定端口

在mstp中的形成2个实例树,对应instance0和1，这里vlan1的流量就对应instance0的路径，vlan2、3的流量对应instance1的路径。指定端口的选举时根据发出bpdb到达根桥的cost最短计算,那么如有想要在instance1中让sw1的g0/0/2端口阻塞而sw3的g0/0/1端口成为指定端口,就需要修改sw3的g0/0/1端口到达sw2的cost＜sw1的g0/0/2端口到达sw2的cost值

在完整的拓扑中，
sw1的g0/0/2到达root的cost：sw1g0/0/2–sw3g0/0/1的cost+sw3g0/0/2–sw2g0/0/2的cost

sw3的g0/0/1到达root的cost：sw3g0/0/1–sw3g0/0/2的cost+sw1g0/0/1–sw2g0/0/1的cost

所以要调整指定端口只需要修改其中一个cost的值就可以，默认情况下是sw3的g0/0/1接口被阻塞，sw1的g0/0/2接口成为了指定端口，现在要让sw1的g0/0/2端口被阻塞就需要修改它到达rootsw2的cost，也就是修改sw1g0/0/2–sw3g0/0/1的cost+sw3g0/0/2–sw2g0/0/2的cost，其中可以在任意sw1进过的接口修改cost使总cost变小即可，默认为1，也就是修改sw3的g0/0/0和g0/0/2都可以，将cost修改为10，再次查看instance 1 中树的端口状态：

[sw3-GigabitEthernet0/0/1]display this
#
interface GigabitEthernet0/0/1port link-type trunkport trunk allow-pass vlan 2 to 4094stp instance 1 cost 10       修改cost在instance1中的值为10
#
return[sw3-GigabitEthernet0/0/1]display stp instance 1 brief       #sw3的g0/0/1变为指定端口MSTID  Port                        Role  STP State     Protection1    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE[sw1]display stp instance 1 brief MSTID  Port                        Role  STP State     Protection    #sw1的g0/0/2变为的阻塞端口1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE1    GigabitEthernet0/0/2        ALTE  DISCARDING      NONE
[sw1]

注意：端口的cost计算时，本端口自身的cost不算，从下一跳方向的端口开始计算到跟root的cost之和

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