stp生成树协议原理及配置--从入门到精通

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1、STP生成树协议原理及配置—从入门到精通生成树协议（Spanning-TreeProtocol，以下简称STP）是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。由于局域网规模的不断增长，STP已经成为了当前最重要的局域网协议之一。STP的算法　　STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：　　选择根网桥（RootBridge）　　选择根端口（RootPorts）　　选择指定端口（DesignatedPorts）选择根网桥的依据　　网桥ID（BID）　　网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网

2、桥STP选择根网桥举例　　根据网桥ID选择根网桥选择根端口的依据　　在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口　　选择根端口的依据是：　　根路径成本最低　　直连（上游）的网桥ID最小　　端口（上游）ID最小根路径成本　　根路径成本（开销）－是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，默认10M/100M自适应的路径开销为200000STP选择根端口举例　　在非根桥上，选择一个根端口（RP）　　选择指定端口的依据　　在每个网段上，选择1个指定端口　　根桥上的端口全是指定端口　　非根桥上的指定端口：　　根路径成本最低　　端口所在的网桥的ID值较小　　端口ID值较小STP选择指定端口举例　　在

3、每个网段选择1个指定端口（DP）　　STP计算结果　　经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴　　STP举例　　经过STP计算后的逻辑拓朴　　BPDU（桥协议数据单元）　　交换机之间使用BPDU来交换STP信息　　BPDU　　BridgeProtocolDataUnit－桥协议数据单元　　使用组播发送BPDU，组播地址为：　　01-80-c2-00-00-00　　BPDU分为2种类型：　　配置BPDU－用于生成树计算　　拓朴变更通告（TCN）BPDU－用于通告网络拓朴的变化BPDU包含的关键字段STP使用BPDU选择根网桥2-1　　交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网

4、桥ID字段填写自己的网桥ID　　STP使用BPDU选择根网桥2-2　　当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中　　STP使用BPDU计算根路径成本2-1　　根网桥发送根路径成本为0的BPDUSTP使用BPDU计算根路径成本2-2　　其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发　　生成树端口的状态　　生成树计时器　　STP状态机　　在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；　　一个接口20秒没收到BPDU，也就是到了最大时间，端口会进入侦听状态，这时接口可以接收BP

5、DU，并开始发送BPDU；　　发送15秒的BPDU，接口将会为转发用户数据做准备，也开始学习MAC地址，这个状态叫学习状态；　　再经过15秒的学习后，端口进入转发状态，转发状态是一个正常的接口。spanning-tree设置STP（Spanning-TreeProtocol）  在上图所示的网络环境中，当交换机之间连有多条链路时，将存在一定的问题，如SW1的MAC地址表中会显示接口F0/1与主机A相对应，而当数据发往SW2后，SW2的MAC地址表则记录接口F0/23与主机A相对应，当SW2再次将流量从接口F0/24发回SW1时，SW1的MAC地址表又会记录接口F0/24与主机A相对应。 因此

6、可以看出，当交换机之间存在多条活动链路时，交换机将从不正常的接口上学习到MAC地址，导致MAC地址表的不正确与不稳定，并且还会导致重复的数据包在网络中传递，引起广播风暴，使网络不稳定。 为了防止交换机之间由于多条活动链路而导致的网络故障，必须将多余的链路置于非活动状态，即不转发用户数据包，而只留下单条链路作为网络通信，当唯一的活动链路不能工作时，再启用非活动链路，从而达到网络的冗余性。要实现此功能，需要依靠生成树协议（STP）来完成，STP将交换网络中任何两个点之间的多余链路置于Blocking（关闭）状态，而只留一条活动链路，当使用中的活动链路失效时，立即启用被Block的链路，以此来提供

7、网络的冗余效果。 STP并非思科私有协议，STP为IEEE标准协议，并且有多个协议版本，版本与协议号的对应关系如下： CommonSpanningTree(CST) = IEEE802.1DRapidSpanningTreeProtocol(RSTP) = IEEE 802.1wPer-VLANSpanning-Treeplus(PVST+)  =  Per-VLANEEE802.1DRapidPVST+ =