STP

生成树

STP（Spanning Tree Protocol 生成树协议）：所有生成树协议都在通过发送信息比较信息进行选举，找到环路中应该被关闭的接口（接口阻塞）；发送的比较信息称为BPDU，网桥协议数据单元。

泛洪：当交换机收到某一个数据帧时，交换机会从该VLAN本交换机除进入接口外所有的接口转发该数据帧的过程。

为了保证交换网络高可用性，在交换机之间使用冗余链路，由于网络中的泛洪机制可能造成二层的桥接环路，会导致：

​ 1、广播风暴；

​ 2、Mac地址表的不稳定；

​ 3、数据帧的重复拷贝；

二层广播风暴：主机A给主机C发送了一个ARP广播帧，1交换机广播给2交换机，2交换机又会广播发送给交换机1，如此循环；重复循环发送同一个数据帧会在不同的接口处刷新同一条Mac地址映射，会导致Mac地址表不稳定；每当1发出的数据帧被循环一次，主机C都需要回复一个数据，数据帧重复拷贝；

• 解决思路：让某个接口暂时不转发数据，打破交换网络中的环路；（针对交换网络的所有环路中，关闭某个接口）

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1、生成树协议的类型

• STP（标准生成树协议，又称802.1D）；
• RSTP（快速生成树协议，又称802.1W）；
• MSTP（多生成树协议，又称802.1S）；

思科：802.1D:PVST（per-VLAN spanning tree：基于VLAN的生成树协议）;802.1W:PVRST+（基于VLAN的快速生成树协议）。基于VLAN是一个VLAN生成一棵树；

cisco：

​

如图：

​ PVSTP，PC0传输数据时，走Switch0–Switch1之间链路；PC1传输数据时，走Switch2–Switch1之间的链路；每一个VLAN建立一棵树；缺点：当一个交换网络中存在的VLAN较多时，就会有过多的树，占用过多资源；

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2、802.1D ；标准生成树

BPDU ：网桥协议数据单元，分为配置BPDU–config-BPDU和拓扑变更BPDU–TC-BPDU；

• ​ 配置BPDU —— config-BPDU：用于生成树的选举以及重收敛

• ​ 拓扑变更BPDU —— TC-BPDU：通知交换机网络结构发生变化，交换网络出现了拓扑变更

网络初步搭建的时候，交换机之间使用config-BPDU来生成树；构建完成后如果网络结构发生变换，则使用TC-BPDU来重新修改生成树。

BPDU(Bridge Protocol Data Unit)的数据结构：

华为：
思科：

• Protocol ID：2字节，标识数据帧是一个BPDU的数据帧；

• Version：1字节，BPDU版本；STP为0，RSTP为2，MSTP为3；

• Message type： 2字节，信息类型，代表着BPDU 的类型 （0X00 配置 0X80 拓扑TC）；

  • 0x00：STP的Configuration BPDU
  • 0x80：STP的TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）
  • 0x02：RST BPDU（Rapid Spanning-Tree BPDU）或者MST BPDU（Multiple Spanning-Tree BPDU）

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