STP协议

-交换机工作原理
根据MAC地址标转发数据帧，如果地址未知，则广播

-广播风暴的产生
当网路中存在物理环路，会产生广播风暴。广播风暴会导致网络资源耗尽，交换机死机。

-STP协议介绍
STP-Spanning Tree Protocol（生成树协议）：逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生；当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用

-STP的算法
STP将一个环形网络生成无拓扑的步骤：
l 选择根网桥（Root Bridge）
l 选择根端口（Root Ports）
l 选择指定端口（Designated Ports）
*网桥是交换机的前身，由于STP是在网桥基础上开发的，因此现在在交换机的网路中仍然沿用网桥这一术语

-选择根网桥的依据
网桥ID（BID）：网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥。网桥ID组成：网桥优先级（2字节）；网桥的MAC地址（6字节）；取值范围：0~65535；缺省值：32768

-选择根端口的依据
在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口
选择根端口的依据是：
l 根据路径成本最低
l 支连的网桥ID最小
l 端口ID最小

根路径成本：是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和
路径成本根据链路带宽的高低规定链路带宽（Mb/s） 路径成本
10 100
16 62
45 39
100 19
155 14
622 6
1000 4
10000 2


端口ID：端口ID的组成：端口优先级（8位）；端口编号（8位）；取值范围：0~255；缺省值：128

-选择指定端口的依据：
在每个网段上，选择1个指定根端口
l 跟网桥的端口全是指定端口
l 非根网桥上的指定端口：根路径成本最低；端口所在的网桥的ID值较小；端口ID值较小

-STP计算结果
经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓扑

-BPDU（桥协议数据单元）
交换机之间使用BPDU来交换STP信息
BPDU（Bridge Protocol Data Unit）：桥协议数据单元
使用组播发送BPDU，组播地址为：01-80-c2-00-00-00
BPDU分为2种类型：配置BPDU-用于生成树计算；拓扑变更通告（TCN）BPDU-用于通告网络拓扑的变化

-STP使用BPDU选择根网桥
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

-STP使用BPDU计算根路径成本
根网桥发送根路径成本为0的BPDU；其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发

-生成树端口的状态
交换机端口的5种STP状态状态 用途
转发（Forwarding） 发送和接收用户数据
学习（Learning） 构建网桥表
侦听（Listening） 构建“活动”拓扑
阻塞（Blocking） 只接收BPDU
禁用（Disable） 强制关闭


-生成树计时器
交换机开机需要等待30秒时间开始转发数据
当某个正在使用的链路断掉，阻塞的端口需要50秒时间开始转发数据

-VLAN与STP
标准的生成树协议（CST）不考虑VLAN：经过STP计算，会有一条链路被断开

-PVST（按VLAN生成树）
PVST是Cisco私有的，为每个VLAN构造一棵生成树

-PVST+
Cisco私有；可以与CST互操作；用来连接PVST与CST区域

-PVST在实际中的应用
配置网络中比较稳定的交换机为根网桥
利用PVST实现网络的负载分担

-PVST的配置命令
启用生成树：
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list
设置根网桥：（设置为根网桥后优先级变成24576）
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary
修改网桥的优先级：（优先级的值为4096的倍数）
Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority
修改端口成本：
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost
修改端口优先级：
Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority
配置上行速链路：
Switch(config)#spanning-tree uplinkfast
配置端口速链路：
Switch(config-if)#spanning-tree portfast
查看生成树的配置：
Switch#show spanning-tree
查看某个VLAN的生成树详细信息：
Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail

-EthernetChannel（以太通道）
多条线路负载均衡，带宽提高；容错，当一条线路失效时，其他线路通信，不会丢包
配置为以太通道的接口，必须物理特性相同

-以太通道的配置
配置接口为以太通道模式：
Switch(config)#interface range interface-type port-numbers
Switch(config-if-range)#channel-group group-number mode on
查看以太通道的配置：
Switch#show etherchannel group-number summary