STP

stp原理STP原理，又称生成树协议（Spanning Tree Protocol），是一种网络协议，用于在局域网中防止网络环路形成，并确保网络的高可用性和稳定性。

在一个局域网中，如果存在多个交换机或桥接设备之间的互连，可能会导致网络环路的形成。

这样的环路会导致数据包在网络中不断循环，从而造成网络拥塞和冲突，严重影响网络性能和通信质量。

因此，STP原理的提出是为了避免这种局域网环路带来的问题。

STP原理的核心思想是通过建立一棵生成树，选择出一个主干路径，将其他冗余环路禁用。

生成树的选择遵循一套算法，其中最常用的是IEEE 802.1D标准中的STP算法。

该算法使用了一种叫做最小费用生成树（Minimum Spanning Tree，MST）的算法来确定主干路径。

STP算法的实现包括了三个主要步骤：选举根桥、计算最短路径和禁用多余链接。

首先，STP原理通过选举根桥的方式确定整个网络中的根桥，根桥是生成树的根节点。

根据规则，桥设备的优先级和MAC地址都可以影响根桥的选举结果。

接下来，生成树中的每个桥设备将计算到根桥的最短路径。

每个桥设备根据收到的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）信息来计算路径的开销，开销越小代表路径越短。

通过比较开销的大小，可以确定生成树中的每一条链路。

最后，根据计算结果，STP原理会禁用多余的链路，即非生成树链路。

这样，网络环路就被消除了，数据包只会在生成树上进行转发，从而避免了冲突和拥塞的问题。

需要注意的是，STP原理并不是一种完美的解决方案。

由于生成树的计算和链路禁用需要一定的时间，因此在网络发生拓扑变化时，会导致生成树的重新计算和链路的重新配置，从而引起网络的短暂中断。

此外，STP原理不能解决所有的环路问题，特别是当网络拓扑比较复杂时。

因此，在实际应用中，还需要结合其他技术和协议来进一步优化网络的性能和可用性。

stp概念
stp概念：
1、树形的网络结构必须有树根，STP引入了根桥的概念，根桥是网桥ID最小的网桥，网桥ID由优先级和MAC地址组成。

2、对于一个STP网络，根桥在全网中只有一个，它是网络的逻辑中心，根桥会根据网络拓扑的变化而动态变化，网络收敛后，根桥会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU，其他设备仅对该报文进行处理，传达拓扑变化记录，从而保证拓扑的稳定。

Stp解释：
STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写。

该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除网络中的环路，并且可以通过一定的方法实现路径冗余，但不是一定可以实现路径冗余。

生成树协议适合所有厂商的网络设备，在配置上和体现功能强度上有所差别，但是在原理和应用效果是一致的。

配置端口开销 在端口配置为接入端口时，STP 使用开销值，在接口被配置为中继端口
时使用 VLAN 端口开销值。 接入端口 switch(config-if)#spanning-tree cost cost 中继端口 switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-id cost cost 恢复默认 switch(config-if)#no spanning-tree vlan vlan-id cost cost
BPDU Type Flags
Root Identifier Root Path Cost Bridge Identifier Port Identifier Message Age
Max Age Hello Time Forward Delay
描述 该值总是为 0
值为 0 值为 0 TCA 字段和 TCN 字段 根网桥的 BID 到达根网桥的 STP 开销 BPDU 发送网桥 ID BPDU 发送网桥端口 ID 本质为到达根网桥的跳计数 在将根网桥判定不可用之前保留根网桥 ID 的最大时间。 根网桥连续发送的 BPDU 之间的时间间隔 网桥在监听和学习状态停留的时间间隔
show spanning-tree root 显示所有 VLAN 的根生成树的根网桥信息
2 选举根端口 root war 结束后，所有的非根网桥交换机开始按照最小路径开销选举自己的根端口
发送和接收流量。 如果拥有多条到达根网桥的等价路径，那么非根网桥将选择连接到最低 BID 端口。 如果等价路径的所有 BID 都是相同的，那么将选择具有最优端口 ID 的端口。
STP 操作
STP4 步判决顺序
步骤 1 确定根交换机 步骤 2 计算到根交换机的最小路径 步骤 3 确定最小的发送者 ID 步骤 4 确定最小的端口 ID

STP(Spanning Tree Protocol) (IEEE 802.1D) 生成树协议·在一个交换网络中有可能会出现单点失效的故障，所谓单点失效，指的是由于网络中某一台设备的故障，而影响整个网络的通信。

为了避免单点失效，提高网络的可靠性，可以通过构建一个冗余拓扑来解决。

但是，一个冗余的拓扑，又会给我们的网络造成环路，而产生其它的影响。

为了解决二层环路问题，而设计了SPT协议。

·当2个Segment之间，只有一个物理设备连接时，就有可能“单点失效”。

·Segment:(段的概念)1.STP：一段网络介质(网线/光纤)。

2.数据封装：携带4层报头的用户数据。

3.路由：一个逻辑子网。

·避免单点失效的方法就是构造冗余网络。

·但冗余网络会导致新的问题：1.多帧复制2.MAC地址表的翻动3.广播风暴·STP是为克服冗余网络中透明桥接的环路问题而创建的。

STP通过判断网络中存在环路的地方，并阻断冗余链路来实现无环网络。

·STP采用STA（Spanning Tree Arithmetic）算法。

STA会在冗余链路中选择一个参考点（生成树的根），将选择到达要的单条路径，同时阻断其他冗余路径。

一旦已选路径失效，将启用其他路径。

BPDU（Bridge Protocol Data Unit)·STP的各种选举是通过交换BPDU报文来实现的，BPDU是直接封装在以太网帧中的。

·对于参与STP的所有SW，它们都通过数据消息的交换来获取网络中其他SW的信息，这种消息就被称为BPDU。

·BPDU是直接封装在二层的协议，其MAC地址最后封装数为：00。

（01:80:c2:00:00:00）·BPDU的功能：1.选举根桥2.确定冗余路径的位置3.通过阻塞特定端口来避免环路4.通告网络的拓扑变更5.监控生成树的状态·BPDU每2S由根桥发送一次。