一、為什么要用STP
為了提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，交換網(wǎng)絡(luò)中通常會使用冗余鏈路。然而，冗余鏈路會給交換網(wǎng)絡(luò)帶來環(huán)路風(fēng)險(xiǎn)，并導(dǎo)致廣播風(fēng)暴以及MAC地址表不穩(wěn)定等問題，進(jìn)而會影響到用戶的通信質(zhì)量。生成樹協(xié)議STP（Spanning Tree Protocol）可以在提高可靠性的同時(shí)又能避免環(huán)路帶來的各種問題。a)Stp通過阻塞端口來消除環(huán)路，并能夠?qū)崿F(xiàn)鏈路備份目的c)物理鏈路冗余，網(wǎng)絡(luò)變成了層次化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)
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根橋：生成樹里面的‘老大’，橋id最小
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備份根橋：生成樹里面的“二把手”，老大掛了的時(shí)候，我當(dāng)老大，橋ID第二小。
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非根交換機(jī)：干活的小弟，都有一個根端口
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根端口：離根橋最近的端口
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指定端口：根橋所有參與生成樹選舉的端口，都一定是指定端口
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非根非指定端口：被阻塞的端口---備用鏈路的端口
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路徑開銷：是端口Cost值，可以用來選擇最優(yōu)的路徑，值越小越優(yōu)。根路徑開銷是端口到達(dá)根橋的過程中累計(jì)的路徑開銷。
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BID:橋ID：是由橋優(yōu)先級和橋MAC地址構(gòu)成，橋優(yōu)先級為高16位，MAC地址是低48位。
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PID:端口ID：是由端口優(yōu)先級和端口號構(gòu)成，端口優(yōu)先級為高4位，端口號
1.根橋交換機(jī)，備份根橋交換機(jī)，非根交換機(jī)2.根端口，指定端口，非根非指定端口（阻塞端口/預(yù)備端口）1.第一種根橋選舉因素：優(yōu)先級，MAC地址2.第二種端口選舉因素：路徑開銷>橋ID>對端端口ID>本端端口ID3.如果我們要改變根橋直連端口的接口屬性，要修改 路徑開銷。1.剛啟動STP時(shí)，每臺交換機(jī)都認(rèn)為自己是根橋2.根橋所有參與生成樹選舉的端口，都一定是指定端口3.根橋交換機(jī)指定端口直連的交換機(jī)端口，都一定是指定端口 4.根橋：在參與生成樹選舉的網(wǎng)絡(luò)里面 橋id肯定是最小的5.備份根橋：在參與生成樹選舉的網(wǎng)絡(luò)里面 橋id肯定是次優(yōu)的存在影響根橋選舉的因素：
1)優(yōu)先級（交換機(jī)默認(rèn)優(yōu)先級是32768）越小越優(yōu)先，0的優(yōu)先級最高。 2)優(yōu)先級一樣，看MAC地址表，最小的就是根橋。
3）兩種方式：優(yōu)先級最小、MAC地址最小
1.非根交換機(jī)在選舉根端口時(shí)分別依據(jù)該端口的根路徑開銷、橋ID、對端PID和本端PID（接了hub的情況才會用到本端PID）1.disable（端口未啟用狀態(tài)或初始狀態(tài)，端口不處理任何數(shù)據(jù)端口狀態(tài)為down）2.blocking（阻塞狀態(tài)，維持20秒）3.listening（監(jiān)聽狀態(tài)，參與生成樹計(jì)算，接受并發(fā)送BPDU報(bào)文維持15秒）4.learning（學(xué)習(xí)狀態(tài)，端口不轉(zhuǎn)發(fā)用戶流量，學(xué)習(xí)MAC表，參與生成樹計(jì)算，接受并發(fā)送BPDU報(bào)文，防止環(huán)路維持15秒）5.forwarding（轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)）
a)Hello Time:指允許STP的設(shè)備發(fā)送BPDU的時(shí)間間隔。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定之后，若要修改該定時(shí)器，只有在根橋修改才能生效。b)Forward Delay:指接口進(jìn)行狀態(tài)更換的延遲時(shí)間。也就是在處于Listening和Learning的持續(xù)時(shí)間，缺省值為15秒。c)Max Age: 指接口的BPDU老化時(shí)間。BPDU從根橋被發(fā)出的時(shí)候，Message Age值為0，每經(jīng)過一個橋設(shè)備，其值加1。當(dāng)非根橋設(shè)備收到BPDU后，會比較Message Age和Max Age的大小。如果前者小于等于后者，該非根橋設(shè)備繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該BPDU；如果前者大于后者，該BPDU將被丟棄，此時(shí)可以認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)直徑過大，根橋連接失敗。在同一個拓?fù)渲校琈ax Age是相同的，可在根橋上修改該值。1. 根橋故障恢復(fù)時(shí)間是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s（發(fā)送TCPBDU）2.直連鏈路故障回復(fù)時(shí)間是2*forwading Delay=15*2=30s3.間接鏈路故障恢復(fù)時(shí)間是max age+2*forwading Delay=20+15*2=50s2.技術(shù)層面，交換機(jī)不能拒接廣播，當(dāng)收到廣播時(shí)，會進(jìn)行泛洪
為了計(jì)算生成樹，交換機(jī)之間需要交換相關(guān)的信息和參數(shù)，這些信息和參數(shù)被封裝在BPDU （ Bridge Protocol Data Unit ）中。
BPDU 有兩種類型：配置 BPDU 和 TCN BPDU 。 配置BPDU 包含了橋 ID 、路徑開銷和端口 ID 等參數(shù)。STP 協(xié)議通過在交換機(jī)之間傳遞配置 BPDU 來選舉根交換機(jī)，以及確定每個交換機(jī)端口的角色和狀態(tài)。在初始化過程中，每個橋都主動發(fā)送配置 BPDU 。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定以后，只有根橋主動發(fā)送配置 BPDU ，其他交換機(jī)在收到上游傳來的配置 BPDU 后，才會發(fā)送自己的配置 BPDU 。 TCN BPDU是指下游交換機(jī)感知到拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)向上游發(fā)送的拓?fù)渥兓ㄖ?/section>
注意：想要一個交換機(jī)一定為根橋，修改優(yōu)先級，優(yōu)先級可以為0。在后面加入新設(shè)備時(shí)，要使原根橋不變可以增大加入的新設(shè)備的優(yōu)先級。交換機(jī)默認(rèn)情況下直連的路徑開銷最小，但人工修改后則修改的可以為最小。
