STP生成树协议

背景

由于交换机工作原理，很容易出现MAC地址漂移和广播风暴，STP（Spanning Tree Protocol）是一项为解决二层环路而设计的网络协议，通过阻断冗余链路实现网络无环路。

原理

报文

根桥选举

桥ID：优先级（0- 28673，4096的倍数，16bit）+MAC地址（48bit）

桥ID越小越优先，最优的成为根桥

开销

华为为STP提供3种计算方法，分别是802.1d，802.1t，华为

开销计算与接口带宽，工作模式有关，通常来说带宽越大开销越小

端口角色

RP根端口,DP指定端口,NDP非指定端口（阻塞端口）

1. 一般来说，根桥上都是DP（自环除外）
2. 每段链路都有一个DP
3. 非根网桥上有且仅有一个RP,其到网桥的开销是设备中最小的

端口选举

接口ID：接口优先级（4 bit，16的倍数，0-240，缺省128）+接口编号（12bit）

接口ID越小越优

状态机

Disable失效·接口down

Blocking不学不转发不处理BPDU

Listening不学不转发处理BPDU

Learning学MAC不转发处理BPDU

Forwarding学MAC转发处理BPDU

当Blocking切换到Listening最大需要等待20s（Message age）

当Listening切换到Learning需要等15s（Forwarding delay）

当Learning切换到Forwarding需要等15s（Forwarding delay）

拓扑感知

直连故障

故障端口正好能被交换机感知，NDP马上从Blocking转换到Listening，等待30s进入转发。

 

非直连故障

通过·BPDU的message age来判断，要多等20s

新增设备

拓扑发生变更时发送TCN BPDU，一路转发至主桥，期间交换机收到恢复TCA，主桥收到后发送TC通告全网。如图绿色是TC，红色是TCN，蓝色是TCA

缺点

由此可见当链路故障STP至少需要30s来切换冗余链路，拓扑变更先通知到主桥由主桥进行抉择，网络收敛慢，不灵活。

缺乏保护，抗攻击能力差

思考

为什么桥优先级步长为4096，为什么接口优先级步长为16

          桥优先级2B但只有前4b用于表优先级所以没次＋1就相当于+4096（2^12）接口优先级同理，而这多的12b正好和VLAN ID一值的占位（你知道我要说什么）