二层交换：生成树STP基本概念与实验

二层交换：生成树STP基本概念与实验如果你把两台傻瓜式交换机之间连两根网线，那么这俩交换机就会出现环路从而产生广播风暴。

可能你会觉得好笑，但实际工作中，我却碰到了，一些不懂网络的装修包工头，就会这样做。

===================================================== ===============生成树就是为了让交换网络中防环而出现的。

生成树最原始的版本是802.1d，也就是STP（Spanning Tree Protocol），但这个版本的标准是所有VLAN共用一个生成树，所以也叫CST（Common Spanning Tree）思科在此基础上增强了一下，发布了PVST+（Per Vlan Spanning Tree）802.1d的下一个版本是802.1w，也就是RSTP（Rapid STP），但还是共用生成树，搞不懂IEEE不长点记性。

于是思科又搞了一下，发布了PVRST+IEEE又基于思科的MISTP的方案，发布了802.1s（MSTP），这个就屌爆了，之后再说为何这么屌，凡是大一点的交换网络都用MSTP。

===================================================== ================STP的基础要学习更高级的RSTP/MST，还是需要STP的基础，尽管现在已经很少用到STP。

STP的工作流程1. 在整个交换网段里选择一台做根桥，这根桥就是整棵树的根部，所有其他交换机就选一条到这个根桥的最短路径，其余的路径阻塞掉。

所有交换机中桥优先级最低的成为根桥。

2. 选择所有非根桥交换机的根端口，就是那条最短路径的接口。

如果有超过1条等价路径，则选择对端指定端口优先级最低的本地端口（有点绕口，通过实验来说明）3. 选择各网段的指定端口。

这个网段其实就是指一根链接，其中一头一定是指定端口，另外一头可能是根端口，也可能是非指定端口。

根端口——只出现在非根桥交换机上，就是到达根桥最短路径的那个接口。

如下图，SW1被设置较低的桥优先级成为了根桥，注意，根桥上是没有根端口的。

根端口转发数据帧。

指定端口（和非指定端口）——所有交换机上都可能有，根桥上的所有端口都是指定端口（接终端的那些不算啊），非根桥之间的指定端口通过判断优先级，谁低谁是指定端口，对端是非指定端口或根端口，非指定端口禁止转发数据帧，不过仍会监听BPDU。

如下图，SW1上的接口都是指定端口，SW2/3上离根桥最短路径的端口就是根端口。

而SW2<->SW3之间的链路，记住，一条链接上一定有一头是指定端口，另外一头如果不是根端口，那就一定是非指定端口。

那哪边是指定端口呢？哪边的桥优先级更低，哪边就是指定端口。

而SW3上非指定端口被阻塞了，所以SW2<->SW3之间的链路其实是被阻塞了不能用于转发数据。

===================================================== ================端口的状态上面所说是端口的最终角色但每个端口，在任何时候都会有一个状态，包括在选举时和选举后·Blocking ——选举完成后，非指定端口的状态，禁止转发数据帧，但接收并处理BPDU。

·Listening ——端口最初始的状态，在接收到邻居发过来的BPDU后，判断出哪个端口要参与数据转发，于是通过这个端口发送BPDU，通知邻居网桥自己要参与数据帧的转发。

此状态需时15秒。

·Learning ——端口准备但未转发数据帧，并开始学习收到的帧中的MAC地址。

此状态需时15秒。

·Forwarding ——正式开始转发数据帧，也收发BPDU。

·Disabled ——不参与生成树，也不转发数据帧。

===================================================== ================端口开销默认情况下，·10Gbit/S cost为1·1Gbit/S cost为4·100Mbit/S cost为19·10Mbit/S cost为100这种值是通过一个算法算出来，具体算法不详，所以只能死记了。

每台非根桥的每条路径都是累加的计算。

可以通过手工修改接口的带宽去影响cost值，从而影响选路，但要注意，这种修改方法会影响所有VLAN。

sw3(config)#int f0/7sw3(config-if)#spanning-tree cost 5===================================================== ================桥优先级桥的优先级默认是32768桥ID= 优先级+vlanid（如果是vlan10，那么就是32778）先比优先级，最低的成为根桥，次低的就是备份根桥（备份根桥只是一种说法，实际环境中没有这个角色）；如果优先级一样，就比最小的MAC地址，最小的为根桥根桥是抢占式的，所以当有新交换机加入网络，如果MAC比现有的根桥小且根桥使用了默认优先级，那就会立即改变现有的网络，因此最佳的做法是，在现有的网络中，确立根桥谁属，然后将其优先级改低，那么新交换机加入，就不会影响现有架构。

===================================================== ================实验在默认优先级下，SW1由于MAC最小，自然是根桥。

思科交换机默认工作于STP模式查看STP信息sw1#sh spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 000d.bc01.bb00This bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 000d.bc01.bb00Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/5 Desg FWD 19 128.5 P2pFa0/8 Desg FWD 19 128.8 P2pFa0/9 Desg FWD 19 128.9 P2pFa0/12 Desg FWD 19 128.12 P2p由于SW3两侧的最短路径相同（都是19+19=38），再来比较两侧的优先级又一样，再比桥ID，发现SW2的更低因此使用接SW2的端口为根端口，将F0/7置为BLK（blocking）sw3#sh spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 000d.bc01.bb00Cost 38Port 6 (FastEthernet0/6)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0015.630d.7080Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 15Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/6 Root FWD 19 128.6 P2pFa0/7 Altn BLK 19 128.7 P2p现在，我们通过修改Cost为5，来达到让SW3使用F0/7做根端口(ROOT PORT）sw3(config-if)#spanning-tree cost ?<1-200000000> port path costsw3(config-if)#spanning-tree cost 5再来检查一下stpsw3(config-if)#do sh spann【CUT】Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/6 Altn BLK 19 128.6 P2pFa0/7 Root FWD 5 128.7 P2p---------------------------------------------------------------------------------------------------------------端口优先级端口优先级默认是128.x ，x是端口编号，端口优先级是干什么用的呢？是用来影响邻居选择根端口用的。

SW1-SW4的两条链接，两侧的端口我故意接反，用来验证port优先级SW4的哪个端口是根端口呢？答案是F0/9明明是F0/8比F0/9 更小，为什么反而是9是根端口呢？原因是，在判断根端口时，如果两台交换机之间有多条等价链路，那么本地交换机，会根据对端的端口优先级来确定哪个是根端口。

像我现在这种接法，SW4 f0/8<-> SW F0/9SW4 F0/9 <-> SW1 F0/8对于SW4来说，F0/8收到的BPDU的端口优先级是128.9，而F0/9收到的是128.8，因此F0/9成为根端口。

sw4#sh spann【CUT】---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/7 Desg FWD 19 128.7 P2pFa0/8 Altn BLK 19 128.8 P2pFa0/9 Root FWD 19 128.9 P2p修改根端口的优先级为了影响SW4的选择，需要修改SW1上的端口优先级sw1(config)#int f0/9sw1(config-if)#spanning-tree port-priority ?<0-240> port priority in increments of 16 【修改为16的倍数】sw1(config-if)#spanning-tree port-priority 64再来看看SW4的STPsw4#sh spanning-tree【CUT】Fa0/7 Desg FWD 19 128.7 P2p Fa0/8 Root FWD 19 128.8 P2p Fa0/9 Altn BLK 19 128.9 P2p现在F0/8成为了根端口了。