网络系统建设与云维-生成树STP

要使网络更加可靠，减少故障影响的一个重要方法就是‘冗余’。当网络中出现单点故障时，‘冗余’可以激活其他备份组件，以使网络链接不中断。

生成树协议（Spanning Tree Protocol）

能够有效解决冗余链路带来的环路问题，大大提高了网络的健壮性、稳定性、可靠性和容错性。用于在局域网中消除环路的协议。

STP中的术语

（1）桥：泛指具有任意多个端口的交换机。

（2）桥的MAC地址：交换机会把端口编号最小的端口的MAC地址作为整个桥的MAC地址（Bridge MAC Address）

（3）桥ID：一个交换机的桥ID由两部分组成，前面2字节是这个交换机的桥优先级值，后面6字节是这个桥的MAC地址。桥优先级可以手动配置，默认值为0x8000。

（4）端口ID

第一种：端口ID 2字节，1为端口优先级，2为端口编号。

第二种：端口ID 16位，前4位端口优先级，后12位端口编号。

 STP的工作原理

1、树的生成过程

选举根桥：根桥是STP树的根节点，是整个交换网络的逻辑中心，当网络的拓扑发送变化时，根桥也可能会发生变化。

允许STP的交换机会互相交换STP协议帧，这些协议帧的载荷数据被称为网桥协议数据单元（BPDU）。BPDU包含了与STP相关的所有信息。

选举根桥的步骤：

1、STP交换机首启动会认为自己是根桥。

2、当交换机从网络中收到其他的BPDU时，会比较BPDU中的根桥BID，较小的BID作为根桥BID。

3、交换机会不停地交互BPDU，比较BID，直到选出一台最小的BID的交换机作为根桥。

确定根端口：

1、比较根路径开销，路径开销较小的为跟端口。

2、比较上行设备的BID，BID较小的端口为跟端口。

3、比较发送方端口ID，端口ID较小的为根端口。

确定指定端口：

每个网段都必须确定一个端口为指定端口。指定端口通过比较RPC来确定，RPC较小的端口将成为指定端口。如果RPC相同，则需要比较BID、PID等。

阻塞备用端口：

在确定了跟端口和指定端口之后，交换机上所有剩余交换机间互连的端口都被称为备用端口。

STP的端口状态

禁用（Disabled）：禁用状态的端口无法接收和发出任何帧，端口处于关闭状态。

阻塞（Blocking）：只能接收stp协议帧，不能发送，也不能转发用户数据帧。

侦听（Listening）：可以接收并发送stp协议帧，但不能进行MAC地址学习，不能转发用户数据帧。

学习（Learning）：可以接收并发送stp协议帧，可以进行MAC地址学习，不能转发用户数据帧。

转发（Forwarding）可以接收并发送stp协议帧，可以进行MAC地址学习，能够转发用户数据帧。

STP的配置

1、配置交换机生成树的工作模式

stp mode stp

工作模式：MSTP RSTP STP

2、配置交换机为根桥

stp root primary

设备优先级自动设置为0

3、配置交换机为备份根桥

stp root secondary

设备优先级自动设置为4096