STP复习笔记

STP(生成树协议)
作用：保证交换机的可靠性，防止广播风暴。
原理：生成树协议运行生成树算法（STA），把一个环形的结构改变成一个树形的结构。生成树算法过程具体可归纳为一下3个步骤：
1)选择根网桥；
2)选择根端口；
3)选择指定端口；
（1）选择根网桥：
依据网桥ID（由2字节网桥优先级和6字节网桥MAC地址组成），取值范围0---65535，默认为32768。值越小优先级越高。
(2)选择根端口：
选择顺序：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。
(3)选择指定端口：
选择顺序为：根路径成本最低；所在的交换机的网桥ID的值最小；端口ID的值较小。

交换机之间通过BPDU（桥协议数据单元）来交换网桥ID、根路径成本等信息。BPDU利用一个STP组播地址－－－01-80-C2-00-00-00作为它的一个目的地址。
BPDU分为两种类型：配置BPDU（用于生成树计算）；拓扑变更通告BPDU（用于通告网络拓扑的变化）。
几个重要的BPDU报文字段：根网桥ID,根路径成本,发送网桥ID,端口ID,计时器等。

STP利用BPDU选择根网桥
(1)当一台交换机第一次启动时，假定自己是根网桥，在BPDU报文中的根网桥ＩＤ字段中填入自己的网桥ID向外发送。
(2)交换机比较接收到的BPDU报文中根网桥ID与自己的网桥ID的值哪个更小，且取小向外发送。
(3)最后值最小的交换机为根网桥。
STP利用BPDU确定端口的根路径成本
(1)根网桥发送一个根路径成本值为0的BPDU报文。
(2)当下一个交换机接收到BPDU报文时就把BPDU路径成本相加，一次类推。
(3)交换机计算完根路径成本后把值保存在它的内存里，当接收到一个较小的只是就替换它。
生成树端口的状态
#Disabled（禁用）：由管理员设定或网络故障导致。
#Blocking（阻塞）：只允许接收BPDU报文，监听其他交换机的状态。
#Listening（侦听）：允许接收和发送BPDU报文。
#Learning（学习）：发送和接受BPDU报文，且学习新的MAC地址。
#Forwarding（转发）：一个全功能的交换机端口，发送数据。

生成树计时器
Hello时间：网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔，默认为2s
转发延迟：一个交换机端口在Listening和Learning状态所花费的时间间隔，默认为15s
最大老化时间：交换机在丢弃BPDU报文之前存储它所用的时间。默认为20s
#从阻塞到侦听（20s）
#从侦听到学习（15s）
#从学习到转发（15s）

VLAN与生成树的关系
#IEEE的通用生成树（CST）
#Cisco的每VLAN生成树（PVST）
#Cisco的能兼容CST的PVST（PVST+）
相关命令：
#启用生成树协议（默认启用）
Switch(config)#spanning-tree vlan valn-list
#配置根网桥
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary|secondary
#修改网桥的优先级
Switch(config)#spanning-tree vlan-list priority Bridge-priority
#修改端口成本
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost
#修改端口优先级
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority
#配置上行速链路
Switch(config)#spanning-tree uplinkfast
#配置速端口
Switch(config)#spanning-tree portfast

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