一、STP（生成树协议）

运行在交换机上防止交换机换路的技术　

　　为了提高网络可靠性，交换网络中通常会使用冗余链路。然而，冗余链路会给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。

二、环路引起的问题

交换机之间通过多条链路互连时，虽然能够提升网络可靠性，但同时也会带来环路的问题。

 1、环路会引起广播风暴

网络中的主机会受到重复的数据，造成网络堵塞和卡顿。

通过实验体验一下环路带来的影响

实验：

因为华为路由器默认自动开启了stp功能，我们做这实验时先把交换机的stp功能关闭。

stp disable 所有交换机都这样关闭（因为华为交换机默认都开启STP）

[LSW6]stp disable 
[LSW7]stp disable 
[LSW8]stp disable 

我们配置 pc9的ip地址为192.168.1.2/24

用PC ping 192.168.1.3，触发一个广播包，并抓包

ping测后发现一直在发广播包，已经形成广播风暴了

 当我们再次开启stp后抓包，stp enable

 2、环路相起MAC地址表震荡

三、STP作用和本作原理

　1、STP的作用，通过运行STP的算法，阻塞特定的接口实现冗余无环的网络。

 2、工作原理

原理：阻塞端口（预备端口）通过选举阻塞端口，来防止环路

1）STP中的选举步骤和端口状态

选举步骤：

　　①、选举ROOT-SW根网桥

　　② 、选举根端口RP（root port）

　　③、选举指定端口DP（Designate port）

　　④、其余的端口被Block阻塞

　　⑤stp选举时候端口状态（15s 到listening，选举就结束了）

1、根桥选举

　　每一台交换机启动stp后，都认为自己是根桥。启动stp后在整个网络先选出根桥，

　　通过BID进行比较（BID由优先级+mac地址组成）先比较优先级，在比较MAC地址，越小越优先。根桥上面的端口都是DP(指定端口)。

如下图红框的是每个交换机的优先级和MAC地址，优先级都是32768，那再拿MAC地址进行比较。

 

 

2、选择根端口RP

非根桥的交换机选举根端口root prot（根端口有且仅有一个）到达根桥最近的端口当选为跟端口。

3、选举指定端口DP

1）、比较同一段链路上2个端口到根的cost，较小的一个端口成为DP，如果相同再比较对端BID（Sender BID）。

2）、比较同一段链路上的2个端口的对端BID（Sender BID），较小的一个端口成为DP

4.剩下的端口全部被阻塞

注：可以通过修改交换机stp的优先级来确定哪台交换机主根桥，交换机有dwon到转发状态大概经过30S，分为down—–listening—–learning—–forwarding四个过程 

华为交换机默认己开启stp，stp的模式默认为mstp

stp有三种模式：

　　mstp Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) mode

　　rstp Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) mode

　　stp Spanning Tree Protocol (STP) mode

四、操作实验

 1、因为华为交换机默认stp的模式默认为mstp，我们把交换机的stp模式都改为stp

把三个交换机stp模式改为stp

LSW3
<Huawei>sys
[Huawei]sysname LSW3
[LSW3]stp mode stp
LSW4
<Huawei>sys
[Huawei]sysname LSW4
[LSW4]stp mode stp
LSW5
<Huawei>sys
[Huawei]sysname LSW5
[LSW5]stp mode stp

2、查看每个交换机的stp工作信息

[LSW3]dis stp brief 
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE
[LSW4]dis stp brief 
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/2 ALTE DISCARDING NONE
[LSW5]dis stp brief 
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 

 通过实验可以得出上图结果

 由上面信息可以看出，LSW3是根桥，LSW4 GE0/0/1和LSW5 GE0/0/2是根端口 LSW5 GE0/0/1是指定端口， LSW4 GE0/0/2 端口阻塞

五、常用命令

1、查看交换机stp的状态信息

[Huawei]dis stp

2、查看交换机stp下各端口的状态

[Huawei]dis stp brief 

 3、修改交换机的stp优先级

如果想指定一台交换机做为根网桥可修改交换机stp的优先级，先级最低是4096，修改必须是4096的倍数

stp priority 4096

4、指定交换机成为根桥

[SW] stp root primary        ###此时这台设备的优先级为0

5、指定交换机称为次根桥

[SW] stp root secondary    ###此时这台设备的优先级为4096

6、启动生成树

[SW] stp enable

六、故障恢复期

根桥会每隔2s发送BPDU（Hello Time)，如果其它非根交换机连结果十个周期（即20s)收不到根桥发送的BPDU，会认为根桥发生故障，重新选举根桥。

由根桥故障或直连链路故障到重新选举根桥和恢复，需要30秒时间。