一、概述
•以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路，但是这也带来了网络环路的问题。网络环路会引发广播风暴和MAC地址表震荡等问题，导致用户通信质量差，甚至通信中断。为了解决交换网络中的环路问题，IEEE提出了基于802.1D标准的STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）。
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二、原理
配置BPDU：
•
STP
通过
在交换机之间传递配置
BPDU
来选举根
交换机
(
或根桥
)
，
以及确定每个交换机端口的角色和状态
。
▫
在初始化过程中，
每个交换机都
主动发送配置
BPDU
。
▫
在网络拓扑稳定以后，只有根桥周期性发送配置
BPDU
，其他交换机在收到上游传来的配置
BPDU
后，才会发送自己的配置
BPDU
。
•
配置
BPDU
包含了桥
ID
、路径开销和端口
ID
等参数
。
▫
配置
BPDU
携带的参数可以分为
3
类：
▫
第一类，
BPDU
对自身的标识，包括：协议标识、协议版本号、
BPDU
类型和标志。
▪
协议标识（
Protocol ID
，
PID
），
2
B
yte
，总是
0x000
。
▪
协议版本号（
Protocol Version ID
，
PVI
），
1
Byte
，总是
0x00
。
▪
BPDU
类型（
BPDU Type
），
1
Byte
，配置
BPDU
的类型值为
0x00
。
▪
标志（
Flag
），
1
Byte
，网络拓扑变化标志，仅使用了最低位和最高位。
▫
第二类，用于进行
STP
计算的参数，包括：当前根桥的
BID
、根路径
开销、
发送该
BPDU
的交换机的
BID
和发送该
BPDU
的端口的
PID
。
▪
根桥
ID
（
Root ID
），
8
Byte
，
当前根桥的
BID
。
▪
根路径开销（
Root Path Cost
，
RPC
），
4
Byte
，
发送该
BPDU
的端口累计到根桥的开销。
▪
网桥
ID
（
Bridge ID
，
BID
），
8
Byte
，
发送该
BPDU
的交换机的
BID
。
▪
接口
ID
（
Port ID
，
PDID
），
2
Byte
，
发送该
BPDU
的端口
ID
。
▫
第三类，时间参数，包括
：消息寿命、最大寿命、
Hello
时间和转发延迟。
▪
消息寿命（
Message Age
），
2
Byte
，该
BPDU
消息的
年龄。
从根桥发出的配置
BPDU
，
Message Age
为
0
。在实际的实现中，配置
BPDU
每“经过”一个桥，
Message Age
增加
1
。
▪
最大寿命（
Max Age
），
2
Byte
，
BPDU
的最大生命周期，缺省为
20s
。
▪
Hello
时间（
Hello Time
），
2
Byte
，
根桥发送配置
BPDU
的周期，缺省为
2s
。
▪
转发延迟（
Forward Delay
），
2
Byte
，端口在侦听和
学习状态（后续会讲）所停留的时间间隔，缺省为
15s
。
STP计算四步走：
•
主要通过比较
4
个
参数进行角色选举：
▫
根桥
ID
、根路径开销、网桥
ID
和端口
ID
。
1.
选举
根桥
(Root Bridge)
▫
在一个交换网络中选举一个根桥。
2.
选举
根端口
(Root Port)
▫
在每个非根桥上选举一个根端口。
3.
选举
指定端口
(Designated Port)
▫
为
每个网段选举
一个指定端口。
4.
阻塞
非
指定端口
▫
阻塞交换机上所有剩余的非根、非指定端口。
STP的端口状态迁移：
1.
端口初始化或者使能，进入
Blocking
状态。
2.
端口被选为根端口或者指定端口，进入
Listening
状态。
3.
端口的
Forward Delay
时间到，
进入
Learning
状态；再经过一个
Forward Delay
，进入
Forwarding
状态。
4.
端口不再是根端口、指定端口，进入
Blocking
状态。
5.
端口被禁用或者链路失效。
三、基本配置
配置生成树工作模式：[Huawei] stp mode { stp | rstp | mstp }
交换机支持STP、RSTP和MSTP（MultipleSpanning Tree Protocol）三种生成树工作模式，默认情况工作在MSTP模式。
（可选）配置根桥：[Huawei] stp root primary
配置当前设备为根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的根桥。配置后该设备优先级数值自动为0，并且不能更改设备优先级。
（可选）备份根桥：[Huawei] stp root secondary
配置当前交换机为备份根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的备份根桥。配置后该设备优先级数值为4096，并且不能更改设备优先级。
（可选）配置交换机的STP优先级：[Huawei] stp priority priority
缺省情况下，交换机的优先级取值是32768.
(可选) 配置接口路径开销：[Huawei] stp. pathcost- standard { dot1d-1998| dot1t | legacy }
配置接口路径开销计算方法。缺省情况下，路径开销值的计算方法为IEEE 802.1t (dot1t)标准方法。同一网络内所有交换机的接口路径开销应使用相同的计算方法。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stpcost cost
设置当前接口的路径开销值
（可选）配置接口优先级：[Huawei-intf] stp priority priority
配置接口的优先级。缺省情况下，交换机接口的优先级取值是128。
启用STP/RSTP/MSTP：[Huawei] stp enable
使能交换机的STP/RSTP/MSTP功能。缺省情况下，设备的STP/RSTP/MSTP功能处于启用状态。
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