理解STP的基本概念
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讀懂BPDU，并理解報文中各個字段的含義
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理解STP的幾種計時器及其作用
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理解STP拓補計算過程
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理解STP的各種接口狀態及其含義
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掌握STP的基礎配置

10.1STP
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冗余性對商用網絡而言非常重要。冗余性設計包含兩個方面：關鍵設備冗余和關鍵鏈路冗余
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STP是早期生成樹協議，在IEEE 802.1D中定義。IEEE 802.1w中定義了RSTP，后來IEEE802.1s中定義的MSTP逐漸成為傳統園區網杜絕二層環路的重要手段之一。MSTP能夠兼容STP以及RSTP

10.1.1STP基本概念
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橋ID 共8byte 優先級16bit MAC地址48bit
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根橋 擁有最小的橋ID STP一系列計算均已根橋為參考點
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開銷與根路徑開銷 接口默認開銷除了與速率，工作模式有關還和使用的STP cost計算方法有關
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接口ID 特定場景下選舉指定接口 長度為16bit 4bit接口優先級與14bit接口編號 默認優先級為128 必須16倍數

10.1.2STP的基本操作過程
四個步驟
一：在交換網絡中選舉一個根橋
注：根橋的地位具有可搶占性的，新增優先級更高的設備時，STP重新收斂及計算網絡拓補，可能會引發網絡震蕩對業務流量正常轉發造成影響
二：在每個非根橋上選舉一個根接口
實際上是非根橋上所有接口中收到最優BPDU的接口
三：選舉指定接口
是該網段內所有接口中到達根橋的最優接口，此外還負責向該網段發送BPDU。非根橋使用自己接受的最優BPDU，為本設備上的其他接口計算一個BPDU，比較BPDU的優先級選舉指定接口
注：對于非根橋而言，跟接口的選舉就是將自己收到的所有BPDU進行比較，而制定接口就是非根橋用自己計算出的BPDU跟別的設備發過來的比較
四：阻塞非指定接口，打破二層環路
不會發送BPDU，但是會持續偵聽BPDU，以便感知網絡拓補的變更情況

10.1.3STP報文
兩種類型：配置BPDU和TCN BPDU
被直接封裝在以太網數據幀中，目的MAC地址為組播地址0180-0c200-0000
配置BPDU：初始化過程中，每臺交換機都會從自己激活了STP的接口向外發送配置BPDU，STP收斂完成后只有根橋在hello時間周期性發送配置BPDU，而非根橋在根端口上收到上游發送來的BPDU并立即出發而產生自己的配置BPDU，然后從自己的指定端口發送出去
TCN BPDU:當拓補穩定時，只會出現配置BPDU，當發生變更時，STP會使用TCN BPDU，以及兩種特殊的BPDU。
（1）TCN BPDU：從拓補變更的交換機傳遞到根橋，而兩者之間可能隔著多臺交換機，感知到拓補變化的交換機會從其跟接口發送TCN BPDU
（2）“標志”字段中TCA比特位被設置為1的配置BPDU：當交換機收到下游發送上來的TCN BPDU后，需要使用標志字段中TCA比特位被設置為1的配置BPDU回應對方并向自己上游發送TCN BPDU,持續到根橋收到該TCN BPDU
（3）“標志”字段中TC比特位被設置為1的配置BPDU:根橋收到TCN BPDU，意識到拓補發生了變化，要將改變話通知到全網，它將向網絡中泛洪“標志”字段中TC比特位被設置為1的配置BPDU，交換機收到后會立即將其MAC地址表的老化時間從原有的值調整為一個較小的值（該值等于轉發延遲時間），使MAC地址表能夠盡快刷新

10.1.4STP的時間參數
STP定義了三個重要的時間參數
（1）hello time：交換機發送配置BPDU的時間間隔，默認為2s。如需更改，必須在根橋上修改，非根橋會自動對齊
（2）forward delay（轉發延遲）：接口狀態從偵聽狀態進入學習狀態，或從學習狀態進入轉發狀態的延遲時間，默認為15s。意味著一個被阻塞的接口被選舉為跟接口或指定接口后，進入轉發狀態之前至少要經歷30s的時間
（3）max age（最大生存時間）：BPDU的最大生存時間，也被稱為老化時間，默認為20s。非根橋的跟接口保存來自上游的最優BPDU，老化時間內收再一次收到BPDU，老化時間會被重置，如果沒有收到將會老化，此時設備將會重新在接口上選擇最優的BPDU，也就是重新進行跟接口的選舉

10.1.5BPDU的比較原則
STP按照如下順序選擇BPDU：
1.
最小的橋ID
2.
最小的RPC
3.
最小的網橋ID
4.
最小的接口ID

第一條主要用于選舉根橋，其余主要用于選舉跟接口和指定接口

10.1.6BPDU的交互與拓補計算
兩者都認為自己是根橋，根橋ID字段填寫都是自己的橋ID，RPC寫0，網橋ID寫該BPDU發送者的橋ID，接口ID則是發送該BPDU的接口的接口ID
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兩者收到后進行比較，sw1比sw2更優，sw1忽略sw2的BPDU，并周期性的發送BPDU
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sw2則開始選舉跟接口，由于接口3和接口4收到的BPDU都比自己本地的BPDU更優，因此使用對方的BPDU更新自己本地的BPDU，比較自己所有接口上的BPDU擁有最優的接口成為其根接口 。
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跟接口選舉出來后，使用當前在跟接口上保存的最優BPDU為其他接口計算BPDU

10.1.7STP接口狀態
接口被激活后，從禁用狀態自動進入阻塞狀態，如果被選舉為跟接口或指定接口，進入偵聽狀態，并停留15s（轉發延遲狀態）。

10.1.8STP的基礎配置‘
stp mode stp 修改交換機的工作模式
stp enable 激活生成樹(缺省情況下，生成樹已被激活）
stp root primary 使交換機為網絡中的主根橋 stp priority 0
stp second primary 使交換機稱為次根橋 stp priority 4096
display stp 查看stp的狀態
display stp brief 查看接口stp狀態

總結

以上是生活随笔為你收集整理的生成树协议及其配置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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