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一、STP简介
STP就是把一个环形的结构改变成一个树形的结构。STP协议并不是断掉物理环路，而是在
逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生。STP协议就是用来将物理上存在的环路的网络，通过一种
算法，在逻辑上阻塞一些端口，来生成一个逻辑上的树形结构。当正常通信的链路发生故障的时
侯，被逻辑阻塞的链路被从新激活，使得数据能从这条链路正常传输。
二、STP工作原理
STP运行生成树算法，其过程可以归纳为以下三个步骤：
1.选择根网桥
选择根网桥的依据是网桥ID，网桥ID由网桥优先级和网桥的MAC地址组成。比较的方法是
看哪台交换机的网桥ID的值最小，优先级小的被选择为根网桥，在优先级相同的情况下，MAC
地址小的为根网桥。
2.选择根端口
根端口存在于非根网桥上，需要在每个非根网桥上选择一个根端口。选择根端口的依据按
照如顺序如下：
（1）到根网桥最低的根路径成本
根路径成本是两个网桥间的路径上所有链路的成本之和。路径成本用来代表一条链路的带
宽大小，一条链路的带宽越大，它传输数据的成本也就越低。交换机根路径成本低的端口，被
选为根端口。
（2）直连的网桥ID最小
当端口的根路径成本相同的时候，比较与此端口直连的交换机的网桥ID，网桥ID小的，作
为根端口。
（3）端口ID最小
端口ID由端口优先级和端口编号组成。端口编号不是端口号，但是端口号低的端口，端口
编号也较小。当网桥ID也相同的时候，比较端口优先级，优先级小的作为根端口，如果优先级
也相同，则比较端口编号，端口编号小的作为根端口。
注意：在比较端口ID时，比较的是对端的端口ID。
3.选择指定端口
在每一个网段上选择一个指定端口，根网桥上的接口都是指定端口。选择顺序如下：
（1）到根网桥最低的根路径成本
（2）所在交换机的网桥ID值较小
（3）端口ID较小
注意：在比较端口ID值时，比较的是自身的端口ID值。
三、BPDU（桥协议数据单元）
交换机之间通过BPDU来交换网桥ID、根路径成本等信息。
1.BPDU的两种类型
配置BPDU，用于生成树计算。
拓扑变更通告BPDU，用于通告网络拓扑的变化。
2.BPDU报文字段
BPDU中包含根网桥ID、根路径成本、发送网桥ID、端口ID、计时器等。
四、STP的收敛
1.交换机端口的5种STP状态
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状 态
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用 途
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转发（Forwarding）
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发送/接收用户数据
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学习（Learning）
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构建网桥表
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侦听（Listening）
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构建“活动”拓扑
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阻塞（Blocking）
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只接收BPDU
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禁用（Disabled）
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强制关闭
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2.生成树计时器
（1）STP利用三种计时方法来确保一个网络正确地收敛。
Hello时间：网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔。默认时间2s。
转发延迟：一个交换机端口在侦听和学习状态所花费的时间间隔。默认时间15s。
最大老化时间：交换机在丢弃BPDU报文之前储存它的最大时间。默认时间20s。
（2）侦听和学习都是生成树所实施的过度状态，用来强迫端口等待来自其他交换机上的所
有BPDU。典型端口过度如下：
从阻塞到侦听20s，从侦听到学习20s，从学习到转发20s。
五、STP与VLAN的关系
1.IEEE的通用生成树（CST）
CST不考虑VLAN，以交换机为单位运行生成树。
2.Cisco的每VLAN生成树（PVST）
PVST是Cisco私有的协议，PVST为每个VLAN运行单独的生成树实例。
3.Cisco的能兼容CST的PVST（PVST+）
PVST+允许CST的信息传给PVST，以便与其他厂商在VLAN上运行生成树的实现方法进行互操
作。Cisco交换机默认使用PVST+。
六、PVST+的配置
1.PVST+的配置命令
（1）启用生成树命令（交换机默认情况下是启用生成树的）
全局配置模式下：spanning-tree vlan vlan-list
（2）指定根网桥
更改网桥ID优先级：
全局配置模式下：spanning-tree vlan vlan-list priority bridge-priority
其中bridge-priority默认是32768，范围是0－65535。
使用命令指定交换机为根网桥：
全局配置模式下：spanning-tree vlan vlan-list root {priority/secondary}
（3）修改端口成本
端口模式下：spanning-tree vlan vlan-list cost cost
（4）修改端口优先级
端口模式下：spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority
其中priority默认是128，范围是0－255。
（5）配置速端口
端口模式下：spanning-tree portfast
注意：portfast仅用于连接单一主机。
2.PVST+配置的查看
（1）查看生成树配置
特权模式下：show spanning-tree
（2）查看某个VLAN的生成树详细信息
特权模式下：show spanning-tree vlan-list detail
实验一：配置VLAN负载均衡
实验环境：链路均为100M链路，其中交换机设备都为默认配置。
需求描述：实现SW1成为VLAN1-2的根网桥，SW2成为VLAN3-4的根网桥。
SW1上的配置：
特权模式下：vlan database
vlan 2
vlan 3
vlan 4
全局配置模式下：interface range f0/13 - 15
switchport mode trunk
spanning-tree vlan 1 root primary
spanning-tree vlan 2 root primary
spanning-tree vlan 3 root secondary
spanning-tree vlan 4 root secondary
SW2上的配置：
特权模式下：vlan database
vlan 2
vlan 3
vlan 4
全局配置模式下：interface range f0/13 - 15
switchport mode trunk
spanning-tree vlan 3 root primary
spanning-tree vlan 4 root primary
spanning-tree vlan 1 root secondary
spanning-tree vlan 2 root secondary
SW3上的配置：
特权模式下：vlan database
vlan 2
vlan 3
vlan 4
全局配置模式下：interface range f0/14 - 15
switchport mode trunk
SW4上的配置：
特权模式下：vlan database
vlan 2
vlan 3
vlan 4
全局配置模式下：interface range f0/14 - 15
switchport mode trunk
