【科普】STP生成树协议_stp是只在一个广播域

生成树协议

​

生成树协议（英语：Spanning Tree Protocol，STP），是一种工作在OSI网络模型中的第二层(数据链路层)的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路.用于确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广播风暴,大量占用交换机的资源。

​

背景：简单的网络设计容易带来单点故障，那么解决单点故障的办法是进入冗余部署。那么冗余的网络拓扑又会带来什么问题呢？

1.广播风暴

2.重复帧

3.MAC地址表抖动

BPDU（bridge protocol data unit）：桥接协议数据单元

BPDU（NA阶段所要了解的主要信息）：

• root id：是选举出来的根桥的bridge-id

• cost of path：交换机收到BPDU的时候，保存到接口的状态里面，累加path cost，发的时候不加path cost

​

编辑切换为居中

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

• bridge id：谁发的BPDU，就是这个sender-bridge id

• port id：发送方的port id 交换机关心的组播MAC地址：0180. C200.0000

​

1. 先选根桥 比较桥ID，谁小谁成为根桥。桥ID（BID）又包含两部分，优先级（默认32768）和MAC（交换机的背板地址），先比优先级，谁小谁优先，优先级一样的话，再比MAC地址，谁小谁优先。

2. 选举根端口，首先比较到达根桥的cost，谁小谁成为根端口；如果cost一样，那么则比较发送BPDU的网桥的BID，谁小谁成为根端口；如果发送者的BID一样，那么则比较发送BPDU的网桥的端口，端口又分为两部分，端口优先级（默认128）和端口ID，也是谁小谁成为根端口。

3. 选举指定端口，首先比较接口发送BPDU的cost，谁小谁成为指定端口；如果一样，则比较BPDU发送者的BID，谁小谁成为指定端口。

​

1.一个广播域中只存在一台根桥

2.一段链路有且只有一个指定端口

3.根桥上的所有端口都为指定端口

4.根端口和指定端口都为forwarding状态

5.非指定端口为blocking状态

6.根桥每2秒会发送一次BPDU

​

1. disable：该接口没有被激活。对于MAC地址，以及用户的数据都不敏感

2. block：可以接收BPDU，对于MAC地址不学习，对于用户数据不接收

3. listening：可以接收/发送BPDU，对于MAC地址不学习，对于用户数据不接收/不发送（过渡状态）

4. learning：可以接收/发送BPDU，学习MAC地址，对于用户数据不接收/不发送（过渡状态）

5. forwarding：可以接收/发送BPDU，对于MAC可以学习，对于用户数据可以接收/发送（最终状态）

block状态---〉forwarding状态的时候，有2种情况：

1. 当block状态接口收到的是优质BPDU的时候，可以立即变为listening，然后经过forward-delay时间变为forwarding状态（大约30s变为forwarding）

2. 当block状态接口收到的是劣质BPDU的时候，需要经过max-age（20s），才会变为listening状态，然后经过两个forward-delay时间变为forwarding状态（大约50s变为forwarding）

STP 标准生成树 802.1d

RSTP 快速生成树 802.1w

MSTP 多生成树 802.1s

CST(common spanning-tree) 公共生成树 / MST (multiple spanning-tree) 多生成树 / PVST（cisco私有） (per-vlan spanning-tree)每vlan生成树

​

​

扩展系统ID相当于VLAN ID标识，即对应每个VLAN一个生成树实例。

​

• Switch (config) #spanning-tree vlan XX root primary

• Switch (config) #spanning-tree vlan XX root secondary

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority XX（优先级默认为32768，要为4096的倍数）

​

生成树的特性：portfast和Bpduguard

• portfast（快速端口）：主要是让与access接口相连的主机或服务器，不参与生成树的选举过程，接口瞬间进入forwarding，节约了30s的时间

• Switch (config) #interface e0/0

• Switch (config-if) #spanning-tree portfast

• Switch (config) #spanning-tree portfast default

• Bpduguard（BPDU防护）：防止新接入的交换机影响了网络拓扑根桥的位置，导致网络拓扑发生变更，影响网络的性能，降低了网络的安全性

• Switch (config) #interface e0/0

• Switch (config-if) #spanning-tree bpduguard enable

• Switch (config) #spanning-tree portfast bpduguard default