生成树协议

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生成树协议概念

生成树协议概念（英语：Spanning Tree Protocol，STP），是一种工作在OSI网络模型中的第二层(数据链路层)的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生的**环路.**用于确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广播风暴,大量占用交换机的资源。
通俗解释：
1 是用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。
2 通过在桥之间互相转换BPDU（Bridge Protocol Data Unit,桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。

工作原理

任意一交换机中如果到达根网桥有两条或者两条以上的链路.生成树协议都根据算法仅仅保留一条，把其他切断，从而保证任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路。因为这种生成的这种拓扑结构，很像是以根交换机为树干的树形结构.故为生成树协议。
stp作用
1>.通过阻断冗（rong）余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环；

2>.当前路径发生故障时，**冗余备份链路，恢复网络的连通性。

BPDU的类型：

1>.普通 BPDU :用于生成树计算以及维护生成树的一种报文

2>.BPDU TCN:当网络拓扑发生变化时，会发送报文告知其他设备网络拓扑已经发生变化。

配置BPDU生成和传递

1.配置BPDU包含以下重要信息，完成生成树计算

a>.根桥ID（RootID）

b>.跟路径开销（RootPathCost）

c>.指定桥ID（DesignatedBridgeID）

d>.指定端口ID（DesignatedPortID）

2.各台设备在初始时生成以自己为根桥（Root Bridge）的配置消息，向外发送自己的配置消息

3.网络收敛后，根桥向外发送配置BPDU，其他的设备对该配置BPDU进行转发

4.根桥的选举

a>.桥ID有桥优先级（BridgePriority）和桥MAC地址(BridgeMacAddress)组成

b>.桥ID小的桥北选举为根桥

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5.根路径开销

a>.根路径开销（RootPathCost）是到达根的路径上所有链路开销（Cost）的代数和；【一般百兆链路cost是19，千兆链路cost是10】

b>.非根桥进行根端口选举时，根路径开销最小的端口为跟端口；

c>.物理端进行指定桥选举时，路径开销最小的桥为指定桥。
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6.通过桥ID决定端口角色

a>.在路径开销相同时，所连网段指定桥ID最小的端口为根端口；

b>.在根路径开销相同时，桥ID最小的桥被选举为物理段上的指定桥，连接指定桥的端口为指定端口。
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7.通过端口ID决定端口角色

在根路径开销，指定桥ID都相同的情况下，所有指定端口ID小的端口为根端口
生成树协议
8.端口状态

H3C实验：

配置生成树
实验目的：
l 掌握STP的原理以及作用
l 掌握STP根桥以及端口角色的选举
l 掌握STP的基本配置
【实验要求】
在交换机SW1和SW2的系统试图下启用STP，并设置SW1的优先级为0，以使SW1为根桥；并且配置连接PC的端口为边缘端口。
【实验设备】
交换机两台、PC机一台、网线两根、console线缆
【实验拓扑】
生成树协议
【实验过程】

1、为主机配置IP地址

Pc1 192.168.1.1

Pc2 192.168.1.2

2、配置SW1

system-view

开启STP功能

[SW1]stp enable

设置SW1的优先级为0

[SW1]stp priority 0

进入到接口试图配置端口为边缘端口

[SW1]interface e0/4/2

[SW1-Ethernet0/4/2]stp edged-port enable[w1]

3、配置SW2

system-view

[SW2]stp enable

[SW2]stp priority 0

[SW2]interface e0/4/2

[SW2-Ethernet0/4/2]stp edged-port enable

【实验测试】

1、查看SW1 STP信息
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以上信息可以看出SW1是根桥，其上所有端口是指定端口（DESI），处于在转发状态。

2、查看SW2 STP 信息
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以上信息可以看出，SW2是非根桥，端口e/4/0是根端口，处于转发状态，负责在交换机之间转发数据；端口e/4/1是备份根端口，处于阻塞状态；连接PC的e/4/2是指定端口，处于转发状态。

边缘端口的目的是为了加快STP的收敛速度

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