STP（生成树协议）原理及实例配置

弱龄寄事外，委怀在琴书。这篇文章主要讲述STP（生成树协议）原理及实例配置相关的知识，希望能为你提供帮助。
STP概述交换网络环路的产生

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广播风暴的形成
多帧复制
MAC地址表紊乱
SW1、SW2、与SW3会将广播帧相互转发，这时网络就形成了一个环路，而交换机之间并不知道，这将导致广播帧在这个环路中永远循环下去。在实际网络环境中，情况要复杂得多，当广播帧经过交换机时，交换机以指数的形成生成广播帧（交换机从除收到该广播帧之外的所有端口转发广播帧）。这种广播帧会越来越多，最终形成广播风暴，导致网络瘫痪。
这种广播风暴只有在物理环路消失时才可能停止。
但是环状的物理线路能够为网络提供备份线路，增强网络的可靠性，这在网络设计中是必要的。因此，就需要一种解决办法，一方面能够保证网络的可靠性，另一方面能够防止广播风暴的产生。
STP协议就是用来解决这个问题的。STP协议不是断掉物理环路，而是在逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生。
STP简介STP-Spanning Tree Protocol（生成树协议）
逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生
当线路故障，阻塞接口被激活，恢复通信，起备份路线的作用

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STP的工作原理生成树算法及验证
BPDU(桥协议数据单元)
STP的收敛
生成树算法及验证生成树算法分为3个步骤
选择根网桥（Root Bridge)
选择根端口（Root Ports)
选择指定端口(Designated Ports)
网桥ID（BID）
网桥就是以前交换机的通用叫法
网桥ID是唯一的
选择交换网络中网桥ID最小的交换机为根网桥

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选择根端口的依据
到根网桥最低的根路径成本
直连的网桥ID最小
端口ID最小
根路径成本：网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和

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带宽与路径成本的关系

链路带宽（Mbps)	路径成本
10	100
16	62
45	39
100	19
155	14
622	6
1000	4
10000	2

选择指定端口
根桥上的端口全是指定端口
在每个网段上，选择1个指定端口
非根桥上的指定端口，选择顺序：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

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三台交换机的生成树协议选举

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桥协议数据单元(BPDU)BPDU
【STP（生成树协议）原理及实例配置】Bridge Protocol Data Unit - 桥协议数据单元
使用组播发送BPDU
BPDU类型
配置BPDU
拓扑变更通告(TCN)BPDU
BPDU报文字段
根网桥ID、跟路径成本、发送网桥ID、端口ID
STP利用BPDU选择根网桥
当交换机启动时，假定自己是根网桥，再向外发送的BPDU中根网桥ID字段填写自己的网桥ID

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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

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STP的收敛交换机端口的STP状态

状态	用途
转发(Forwarding)	发送/接收用户数据
学习(Learning)	构建网桥表
侦听(Listening)	构建“活动”拓扑
阻塞(Blocking)	只接收BPDU
禁用(Disabled)	强制关闭

VLAN与STP的关系通用生成树不考虑vlan，在经过STP计算，可能会有一条vlan链路被断开

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MSTP：多生成树协议---可为每个VLAN或者多个VLAN为一组，构造一个生成树，实现网络的负载分担（均衡）
MSTP配置命令及实例

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STP配置
[SW2]stp mode mstp 设置stp
[SW2]stp region-configuration 进入接口
[SW2-mst-region]region-name ww 命名
[SW2-mst-region]revision-level 1修订级别
[SW2-mst-region]instance 10 vlan 10 设置实例ip号
[SW2-mst-region]instance 20 vlan 20 设置实例ip号
[SW2-mst-region]active region-configuration 激活
[SW2-mst-region]q 返回上一级
[SW2]stp instance 20 root primary 设置根网桥
[SW2]stp instance 10 root secondary
[SW2] User interface con0 is available
[SW2]stp enable启用
R1路由配置