STP

（一）、STP技术的概念

　　一、产生背景：
　　　　　1.链路冗余(减少单点故障，增加网络可靠性)

　　　　　　　网络链路和设备的冗余性(避免网络不够健壮导致的 单点故障 )

　　　　　　　链路的冗余会形成 交换网络的环路

　　　　　2.环路的影响

　　　　　　　广播风暴：　　　　　　

　　　　　　　　　 广播信息在网络中不停地转发，直至导致交换机出现超负荷运转，最终耗尽所有带宽资源、阻塞全网通信

　　　　　　　　　 工程现场：如果发现交换机的灯疯狂闪烁、肯定存在环路

　　　　　　　　　 造成广播风暴的原因：二层的广播报文，没有TTL的限制，会一直存在，并且再二层环路，原来越多

　　　　　　　　　 如何解决广播风暴： 无解、重启设备

　　　　　　   多帧复制:

　　　　　　　　　单播的数据帧被多次复制传送到目的站点 ，在链路上会消耗带宽，消耗计算机的计算资源

　　　　　       不稳定的CAM表（MAC地址表抖动）:

　　　　　　　　　由于相同帧的拷贝在交换机的不同端口上被接收而引起的 MAC地址表不稳定

　　　　　　　　　交换机的一个接口能对应多个MAC地址。但是，一个MAC地址，只能对应一个接口

　　　　　　　　　MAC地址被　反复的记录在交换机的不同接口上，引起CAM表的抖动，影响交换机的正常通信。

　　　　有没有一种方法， 在保证冗余的同时又不会有环路的危害？

　　　　##注解：冗余是物理链路上的冗余，但是逻辑上是要破除二层的环路的。

　　　　既要冗余，还要无环，使用自动化的形式来实现＝＝＝》　STP

　　二、STP操作：

　　　　　1..生成树协议概述 

　　　　　　　IEEE 802.1d STP（生成树协议，Spanning-Tree Protocol）

　　　　　　　使冗余端口置于“阻塞状态” 网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效 当这个链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠

　　　　　 2.生成树是如何实现的？

　　　　　　　通过协议：STP　　IEEE＝802.1d

　　　　　　　（通过阻塞网络中某一个接口，实现物理线路正常连接，逻辑上接口down,避免环路危害）

　　　　　　　具体要阻塞哪一个端口？交换机之间的协商出来的===》BPDU报文，交换机通过BPDU中的关键的参数，进行选举，选举出来的结果，就是要阻塞的端口

　　　　　　　##注解：1.生成树协议的BPDU

　　　　　　　　　　　　　　交换机或者网桥之间周期性地发送STP的桥接协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit ，BPDU）

　　　　　　　　　　　　　　用于实现STP的功能 每2秒发送一次的二层报文 组播发送，组播地址为：01-80-C2-00-00-00

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　2.BPDU的传播

　　　　　　　　　　　　　　BPDU（更小的Root BID或者更小的Root Path CoSTP刚启动时，每台交换机都认为自己是根网桥，向外泛洪BPDU 当交换机的一个端口收到高优先级的st等等）

　　　　　　　　　　　　　　就在该端口保存这些信息，同时向所有端口更新并传播信息 如果收到比自己低优先级的BPDU，交换机就丢弃该信息　　　

　　　　　    3.STP工作过程　

　　　　　　第一步：选举一个根网桥

　　　　　　第二步：在每一个非根网桥上选举一个根端口

　　　　　　第三步：在每一个网段上选举一个指定端口

　　　　　　第四步：阻塞非根、非指定端口　　　　　　　　

　　　　　 4.SYP的选举过程

　　　　　　　

　　　　　　　选举根桥 *

　　　　　　　　　　根桥---Root bridge 桥==交换机

　　　　　　　　　　最低网桥ID的交换机将成为根网桥

　　　　　　　　　　比较BPDU中的关键参数 BID== bridge id 桥优先级+MAC地址 优先  级的范围0-65535（默认值32768），配置4096的倍数

　　　　　　　　　　根桥是从所有的交换机中选举出来的，BID优先级越小越优先，如果优先级相同，比较MAC地址，越小越优先

　　　　　　　选举根端口 *

　　　　　　　　　　所有非根桥交换机的端口都参加选举

　　　　　　　　　　cost of path => 入方向的接口到达根桥的路径开销，越小越优先（接口到达根路径的开销值）

 

　　　　　　　　　　sender bid  =>  这个接口对端交换机的BID（BID== bridge id 桥优先级+MAC地址 优先级的范围0-65535（默认值32768）），越小越优先（BID越小，越靠近核心层）

　　　　　　　　　　sender pid  =>接口对端交换机的pid( 端口ID)  =优先级+端口编号组成 优先级的范围(0-255,默认128), 优先级和端口编号都是越小越优先

　　　　　　　　　　local pid 　 => 本地端口号，越小越优先

　　　　　　　　　注意：　所有非根桥交换机的交换机，必须有根端口，有且只有一个

　　　　　　　　　STP路径成本（开销值）：

　　　　　　　　　　

 

　　　　　　　选举指定端口 *

　　　　　　　　　　所有的非根桥交换机空余链路中选出来的指定端口（在两台交换机之间的链路上选举出来的）每条链路上只能有一个指定端口

　　　　　　　　　　1、选举方式 ： COST值

　　　　　　　　　　此处的cost值是当前接口所在交换机的根端口到达根桥的开销（根路径开销）

　　　　　　　　　　2、如果开销值一样：比较所在设备的BID，越小越优先

　　　　　　　　　　3、若BID也相同，则比较所在交换机的PID（端口ID）

　　　　　　　　　　根桥上所有的端口都是指定端口（有特殊情况）

　　　　　　　　　　根端口对端交换机的接口也是指定端口

　　　　　　 　阻塞端口（非指定端口）*

　　　　　　　　　　剩下的端口就是被阻塞的端口

（二）、通过ensp来查看根桥、根端口、指定端口和阻塞端口

　　　　1.交换机默认开启 STP

　　　　　stp enable(开启STP)　　　　disable（关闭STP）

　　　　2.各种命令

　　　　    1.查看每台交换机的命令：display stp　　　

　　　　　　      [Huawei]display stp

　　　　　   CIST Bridge :32768.4c1f-cc7f-0d88　　　　　      ##本机的BID

　　　　　  CIST Root/ERPC :32768.4c1f-cc7f-0d88 / 0　　    ##根桥的BID

　　　　　 2.----[Port1(GigabitEthernet0/0/1)][FORWARDING]  ##转发状态　　　　　　

　　　　　    ----[Port2(GigabitEthernet0/0/2)][DISCARDING]    ##阻塞状态

　　　　　　Port Role :Root Port # 根端口 

　　　　　　Port Role :Designated Port # 指定端口

　　　　　3.[Huawei]stp root primary                ##将交换机的优先级改到0

　　　　    4.将交换机设置为备份根桥
　　　　　　[Huawei]stp root secondary 　　 ##备根桥，优先级4096

　　　　　5.手动修改交换机的桥优先级()
　　　　　　stp priority 优先级数  　　　　    ##优先级需要为4096的倍数

　　　　 注解：1.STP的选举是需要一定的时间的，在刚开始选举的时候，所有的交换机都会认为自己是根桥。交换机就会都发送BPDU

　　　　　　 　2.在选举完成后，只有一个根桥，只有根桥才会发送BPDU，

　　　　　　　 3.非根交换机的根端口接受BPDU，指定端口负责转发BPDU