生成树协议（STP)与MSTP

采得百花成蜜后，为谁辛苦为谁甜。这篇文章主要讲述生成树协议（STP)与MSTP相关的知识，希望能为你提供帮助。
STP概述交换网络环路的产生:
广播风暴的形成
多帧复制
MAC地址紊乱

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广播风暴：三个交换机两两相连，互相广播，无限转发，产生广播风暴。
多帧复制：PC1发送的数据可以从SW1经过SW3再到SW2传达给PC2,也可以从SW1到SW2再到PC2，导致PC2收到两次数据帧。
MAC地址紊乱：产生环路后，PC1发送数据SW1向SW3进行广播使得SW3F0/1记录下PC1的MAC地址，SW1传到SW2，SW2再向SW3进行广播，导致SW3F0/2又记录了PC1的MAC地址，来回重复绑定MAC地址。

STP简介STP - Spanning Tree Protocol（生成树协议）
1.逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生
2.当线路故障时，阻塞接口被激活，恢复通信，起到备份作用

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如图，将SW1当成树根，数据从SW1向上传输，比如我们在SW2与SW3之间进行逻辑阻塞，SW3不会广播SW2再广播到SW1，SW1不会广播到SW2再广播SW3，防止了广播风暴的产生。
如果SW1与SW2之间的线路出现故障，会激活SW2与SW3之间的逻辑阻塞，使得SW1的数据可以经过SW3再传输至SW2，恢复通信，起到备份作用。
如果是物理上进行阻塞，将线路断开或端口阻塞，当其他线路出现故障时就无法通信了。

生成树算法生成树算法分为三个步骤
1.选择根网桥（交换机）
2.选择根端口
3.选择指定端口
排除根端口和指定端口，剩下的就是阻塞端口

1.选择根网桥

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如图，网桥ID由网桥优先级和网桥MAC地址组成，网桥MAC地址就是交换机MAC地址
为什么网桥ID是唯一的，因为MAC地址是全球唯一的。
首先，先去对比网桥优先级，优先级的值越小，越优先。
优先级取值范围：0~65535
缺省值（默认值）：32768
如果优先级一致，就去看网桥MAC地址，值越小，越优先。

2.选择根端口
1.到根网桥最低的路径成本
2.直连网桥ID最小
3.端口ID最小

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根路径成本=网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和

带宽与路径成本之间的关系：

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带宽越低，成本越高，带宽越大，成本越低

根网桥上的端口都不是根端口，而是指定端口
在每个网段上都要选择一个指定端口

3.选择指定端口
非根网桥的指定端口，选择顺序：
1.根路径成本较低
2.所在的交换机的网桥ID值较小
3.端口ID的值较小

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如图，SW1为根网桥，那么SW1上的两个端口F0/23、F0/24都是指定端口，SW2 F0/24与SW3 F0/23到达根网桥路径成本相同，所以两个都是根端口，SW2 与 SW３直接通过选择因路径成本相同，比较网桥IDSW２小，所以SW２　Ｆ０／２３接口为指定端口，SW３　F０／２４为阻塞段口。

选择顺序：
1.根路径成本较低
2.所在的交换机的网桥ID值较小
3.端口ID的值较小。那么SW1与SW3之间的指定端口为SW3.2，SW1.2就是阻塞端口。

BPDU（桥协议数据单元）Bridge Protocol Data Unit - 桥协议数据单元
使用组播通信
概念：BPDU是个传输载体，用来交换机之间交换网桥ID，根路径成本等信息。

BPDU类型
【生成树协议（STP)与MSTP】配置BPDU
拓扑变更通告（TCN）BPDU

BPDU报文字段
根网桥ID , 根路径成本，发送网桥ID , 端口ID

STP利用BPDU选择根网桥
当交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中根网桥ID字段填写自己的网桥ID

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交换机刚启动时，每个都认为自己是根网桥，它们会把自己的网桥ID填写在BPDU根网桥字段中，然后互相发送，经过比较网桥ID最小的，为根网桥，这是一个互相确认的过程，最后协商完成进入稳定状态称为：收敛状态。

STP的收敛交换机端口的STP状态：此图自下往上看

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刚开机时禁用状态，之后进入阻塞状态，只接受BPDU，正常环境下，一般不会同时打开所有交换机，第一台开的过一定时间接收不到BPDU就会进入侦听状态，构建活动拓扑表示这时它不但会接收BPDU还具有转发BPDU的功能，之后就进入学习状态，会构建网桥表，就是MAC地址表，也会进行转发和接收BPDU，之后进入转发状态，会接收转发用户数据，也会进行转发和接收BPDU，如果网络链路发生故障，它会解开相应的阻塞端口，恢复通信。

VLAN与STP关系IEEE通用生成树（CST）不考虑VLAN
经过STP计算，会有一条链路被断开

MSTP多生成树协议华为命令
可为每个VLAN或者多个VLAN为一组构造一个生成树，实现网络的负载分担（均衡）

将SW1、 SW2分別做vlan10、 vlan20的根网桥

[SW1]stp mode mstp 将交换机配置成MSTP模式，MSTP兼容STP/RSTP。
[SW1]stp region-configuration 进入MSTP域视图MSTP配置模式
[ SW1-mst-region] region-name huawe 1 配置MSTP域的域名为huawei1,缺省为交换设备主控板上管理网口的MAC地址。
[ SW1- -mst- -region] revision-level 1 配置MSTP域的MSTP修订级别的1，缺省情况下MSTP域的MSTP修订级别0，需要将各设备的MSTP修订级别修改为一致

配置多生成树实例和VLAN的映射关系，同一vlan的数据只能对应一个实例，而一个实例可以对应多个vlan(instance1vlan2to10)

[ SW1 -mst-region] instance 1 vlan 10 将vlan 10加入实例1中
[ SW1-mst-region] instance 2 vlan 20 将vlan 20加入实例2中
[ SW1 -mst-region] check region-configuration 查看MSTP域配置参数
[ SW1 -mst-region] active region-configuration 激活MSTP域的配置(必须配置)
[ SW1-mst-region]quit 退出配置模式
[SW1]stp instance 1 root primary 配置此交换机实例1的主根桥
[SW1]stp instance 2 root secondary 配置此交换机为实例2的备份根桥
[SW１] stp enable在交换机上启用MSTP

同样配置SW２
[SW2]stp mode mstp
[SW2]stp region-configuration１
[ SW2 -mst- region] region-name huawei1
[ SW2 -mst- region] revision-level 1
[ SW2-mst-region] instance 1 vlan 10
[ SW2-mst-region]instance 2 vlan 20
[SW2- mst- reg1on] active reg1on- configuration
[ SW2 -mst- region] quit
[SW2]stp instance 1 root secondary 配置sw1交换机为实例1的备份根桥
[SW2]stp instance 2 root primary 配置sw2交换机为实例2的主根桥
[SW２] stp enable在交换机上启用MSTP

配置SW３
[SW3]stp mode mstp
[SW3]stp region-conf iguration
[ SW3-mst- region] region-name huawei 1
[SW3-mst-region]revision-level 1
[ SW3-mst-region] instance 1 vlan 10
[SW3-mst - region] instance 2 vlan 20
[SW3 -mst- region]active region-configuration
[SW3] stp enable在交换机上启用MSTP
[SW3]dis stp brief查看STP接口角色及状态信息