STP協定

STP協定（生成樹協定）邏輯上斷開環路，防止二層網路的廣播風暴的產生。

基本介紹

• 中文名：STP協定
• 外文名：Spanning Tree Protocol
• 作用：恢復通信，起備份線路
• 生成步驟：選擇根橋選擇根連線埠選擇指定連線埠

協定

stp協定介紹

當線路出現故障，斷開的接口被激活，恢復通信，起備份線路的作用

原理

STP的作用是通過阻斷冗餘鏈路，使一個有迴路的橋接網路修剪成一個無迴路的樹形拓撲結構

算法

STP將一個環形網路生成無環拓樸的步驟：

選擇根橋（Root Bridge）

選擇根連線埠（Root Ports）

選擇指定連線埠（Designated Ports）

選擇根網橋的依據

先查看交換機優先權，優先選擇優先權數值小的（默認32768，範圍：1~65535）優先權高的可以忽略mac數值。【優先權可以通過配置修改】

然後查看交換機的Mac地址，選擇數值小的

網橋ID（BID）=優先權+Mac

網橋ID是唯一的，交換機之間選擇BID值最小的交換機作為網路中的根網橋

選擇根網橋舉例

根據網橋ID選擇根網橋

選擇根連線埠的依據

在非根網橋上選擇一個到根網橋最近的連線埠作為根連線埠

選擇根連線埠的依據是：

根路徑成本最低

直連（上游）的網橋ID最小

連線埠（上游）ID最小

根路徑成本

根路徑成本（開銷）－是網橋到根網橋的路徑上所有鏈路的成本之和，10Gbps=1，1Gbps=2，100Mbps=19,10Mbps=100。

選擇根連線埠舉例

在非根橋上， 選擇一個根連線埠（RP）

選擇指定連線埠的依據

在每個網段上，選擇1個指定連線埠

根橋上的連線埠全是指定連線埠

非根橋上的指定連線埠：

根路徑成本最低

連線埠所在的網橋的ID值較小

連線埠ID值較小

選擇指定連線埠舉例

在每個網段選擇1個指定連線埠（DP）

STP計算結果

經過STP計算，最終的邏輯結構為無環拓樸

STP舉例

經過STP計算後的邏輯拓樸

BPDU（橋協定數據單元）

交換機之間使用BPDU來交換STP信息

BPDU

Bridge Protocol Data Unit －橋協定數據單元

使用組播傳送BPDU，組播地址為：

01-80-c2-00-00-00

BPDU分為2種類型：

配置BPDU － 用於生成樹計算

拓樸變更通告（TCN）BPDU － 用於通告網路拓樸的變化

BPDU包含的關鍵欄位

STP使用BPDU選擇根網橋2-1

交換機啟動時，假定自己是根網橋，在向外傳送的BPDU中，根網橋ID欄位填寫自己的網橋ID

STP使用BPDU選擇根網橋2-2

當接收到其他交換機發出的BPDU後，比較網橋ID，選擇較小的添加到根網橋ID中

STP使用BPDU計算根路徑成本2-1

根網橋傳送根路徑成本為0的BPDU

STP使用BPDU計算根路徑成本2-2

其他交換機接收到根網橋的BPDU後，在根路徑成本上添加接收接口的路徑成本，然後轉發

生成樹連線埠的狀態

生成樹計時器

hello-timer ：2s root每2s產生BPDU

forwarding-timer：15s stp選舉時間

max-age：20s 儲存BPDU的時間，spanning-tree發生故障，20s後原blocking狀態->learning 狀態

STP狀態機

在STP選舉過程中，連線埠是不能轉發用戶數據的。連線埠一開始處於阻塞狀態，這個狀態只能接收BPDU；

一個接口20秒沒收到BPDU，也就是到了最大時間，連線埠會進入偵聽狀態，這時接口可以接收BPDU，並開始傳送BPDU；

傳送15秒的BPDU，接口將會為轉發用戶數據做準備，也開始學習MAC地址，這個狀態叫學習狀態；

再經過15秒的學習後，連線埠進入轉髮狀態，轉髮狀態是一個正常的接口。

spanning-tree設定

開啟STP：

switchA(Config)#spanning-tree

MSTP is starting now, please wait...........

MSTP is enabled successfully.

spanning-tree設定

查看配置

SW1#sh spanning-tree

-- MSTP Bridge Config Info --

Standard : IEEE802.1s

Bridge MAC : 00:03:0f:01:0e:30

Bridge Times : Max Age 20, Hello Time 2, Forward Delay 15

Force Version: 3

########################### Instance 0 ###########################

Self Bridge Id : 32768 - 00:03:0f:01:0e:30

Root Id : 16384.00:03:0f:01:0f:52

Ext.RootPathCost : 200000

Region Root Id : this switch

Int.RootPathCost : 0

Root Port ID : 128.1

Current port list in Instance 0:

Ethernet0/0/1 Ethernet0/0/2 (Total 2)

PortName ID ExtRPC IntRPC State Role DsgBridge DsgPort

-------------- ------- --------- --------- --- ---- ------------------ -------

Ethernet0/0/1 128.001 0 0 FWD ROOT 16384.00030f010f52 128.007

Ethernet0/0/2 128.002 0 0 BLK ALTR 16384.00030f010f52 128.011

MSTP

用少量資源在網路中實現多個生成樹

在多條Trunk鏈路上實現VLAN級負載均衡

MSTP配置

DCS (Config)# spanning-tree mst configuration

DCS (Config-Mstp-Region)#name mstp

DCS (Config-Mstp-Region)#instance 1 vlan 10

DCS (Config-Mstp-Region)#instance 2 vlan 20

DCS (Config-Mstp-Region)#exit

DCS (Config)# spanning-tree

MSTP is starting now, please wait...........

MSTP is enabled successfully.

改變生成樹的形態

改變交換機優先權

switchB(Config)#spanning-tree mst 0 priority 28672

改變鏈路開銷

switchA(config-Ethernet0/0/2 )#spanning-tree mst 1 cost 300000

改變連線埠優先權

switchA(Config-Ethernet0/0/2)#spanning-tree mst 0 port-priority 144

雲端協定

雲端採用的套用虛擬化技術，擁有豐富資源，其專有協定就是stp,網頁採取stp://調用雲端客戶端下載，所有雲端客戶端版本均可採用stp調用進行P2P下載。