STP生成树的工作原理

STP生成树的工作原理

一、STP生成树的工作原理

STP的基本原理可以归纳为三步，选择根网桥RB、选择根端口RP、选择指定端口DP。然后把根端口、指定端口设为转发状态，其它接口设为阻塞状态，这样一个逻辑上无环路的网络拓扑就形成了。

1.选择根网桥

选择根网桥的依据是网桥ID,由优先级和MAC地址组成，先看优先级，优先级相同时再看MAC地址，值越小越优先选择。根网桥的选择过程与政治选举类似。

2.选择根端口

每一个非根网桥将从其接口选出一个到根网桥管理成本（ad ministrative cost）最低的接口作为根端口，选择的依据是

(1)自身到达根网桥的根路径成本最低的接口。

根路径成本的计算是，接口收到BPDU中所包含的成本与接口的成本的累加。

(2)直连网桥ID最小

(3)端口ID最小

3.选择指定端口

当一个网段中有多个网桥时，这些网桥会将他们到根网桥的管理成本都通告出去，其中具有最低管理成本的网桥将作为指定（designated）网桥。指定网桥中发送最低管理成本的BPDU的接口是该网段中的指定端口。在每段链路上，选择一个指定端口，选择的依据是：

(1)发送最低根路径成本的BPDU的接口

(2)所在网桥ID最小

(3)端口ID最小

总结：

选举根端口，比较接收的BPDU

选举指定端口，比较发送的BPDU

二、STP拓扑稳定后，所以工作中的交换机接口都将处于转发或阻塞状态，生成树的工作过程如下：

(1)根交换机创建成本为0的Hello BPDU，并向其所有接口转发出去

(2)邻接的非根网桥将接收的hello数据包中的成本加上接收端口的成本后，从指定端口转发出去。

(3)每经过一个hello时间周期根网桥重复步骤(1)，非根网桥重复步骤(2)，直到网络拓扑发生变化。

总结一下：

STP拓扑稳定后，根网桥通过每2s的hello时间创建和发送helloBPDU,非根网桥通过根端口接收BPDU,并且从从指定端口转发改变后的BPDU。各交换机通过接收到得的BP DU 消息，来保持各端口状态的有效，直到拓扑发生变化。

三、网络对变化时生成树的状态

运行生成树协议的交换机上的端口，总是处于下面四个状态中的一个。在正常操作期间，端口处于转发或阻塞状态。当设备识别网络拓扑结构变化时，交换机自动进行状态转换，在这期间端口暂时处于监听和学习状态。

（1）禁用Disabled:（为了管理目的或者因为发生故障将端口关闭）

（2）阻塞Blocking：所有端口以阻塞状态启动以防止回路。由生成树确定哪个端口转换到转发状态，处于阻塞状态的端口不转发数据,但可接受BPDU

（3）监听Listening：如果一个端口可以成为一个根端口或者指定端口，那么它就转入监听状态。不发送接收数据，接收并发送bpdu，不进行地址学习（临时状态）。

（4）学习Learning：不接收或转发数据，接收并发送bp du，开始地址学习MAC地址表（临时状态）。

（5）转发Forwarding：端口能转送和接受数据。

四、配置STP

(1).启用STP

（config）#spanning-tree vlan ID

(2).设置根网桥

（config）#spanning-tree vlan ID root primary| second

注：primary（24576）、second（28672）

(3).修改网桥优先级

（config）#spanning-tree vlan ID priority 优先级注：优先级是4096整数倍

(4).修改端口成本

（config-if）#spanning-tree valn ID cost 成本(5).修改端口优先级

（config-if）#spanning-tree vlan ID port-prio 优先级

(6).配置上行速链路

（config）#spanning-tree uplinkfast

(7).配置速端口

（config-if）#spanning-tree porfast

(8).查看STP配置

#show spanning-tree

#show spanning-tree vlan id detail --详细信息