STP 生成树协议

STP ---- 生成树协议

冗余

1. 线路备份
2. 设备备份
3. 网关备份
4. UPS备份

交换机出现二层环路带来的问题：

1. 广播风暴，广播帧在二层环路中将形成顺时针和逆时针转动的两层环路，无限循环，最终导致设备宕机，网络瘫痪。
2. MAC地址表翻摆
3. 多帧复制

STP ---- 主要目的 ---- 破除二层环路

在二层交换网络中，逻辑的阻塞部分接口，实现从根交换机到所有节点唯一的路径，且为最佳路径。生成了一个没有环路的拓扑。当最佳路径故障时，个别阻塞接口打开，形成备份路径。

STP ---- 标准的STP ---- 802.1D标准。IEEE组织颁布的标准，共有协议
PVST,PVST+ ---- 思科私有STP生成树协议
RSTP ---- 快速生成树 ---- 802.1W标准
MSTP ---- 多生成树协议 ---- 802.1S标准

802.1D生成树协议
STP的数据包叫做BPDU。B ---- 桥，指网桥；PUD ---- 协议数据单元
BPDU ---- 分为两种：一种叫配置BPDU，另一种叫做TCN BPDU。

配置BPDU

协议版本 ---- 802.1D ---- 0
---- 802.1W ---- RSTP ---- 2
---- 802.1S ---- MSTP ---- 3

标志 ---- 在802.1D中8位标志只使用了最高位（TCA）和最低位（TC）。中间6位，在802.1D中保留，在802.1W和802.1S中使用。

根网桥ID：为根的交换机所具有的网桥ID。（802.1D协议在整个交换网络中将生成一颗生成树，即只有一个根网桥。）
网桥ID（BID）：所有的交换都具有网桥ID来进行区分标识
BID ---- 由两部分组成 ---- 前2个字节：优先级
---- 后6个字节：为交换机的MAC地址

根网桥开销 ---- RPC ---- 表示转发BPDU的网桥距离根网桥的开销大小

接口ID ---- 用来表示和区分发送该BPDU接口。
2字节 ---- 两部分组成 ---- 前4位：优先级
---- 后12位：接口编号

MAX—HOP ---- 默认20
转发延迟 ---- 指的是接口在状态切换时间。默认时间为15s。

TCN BPDU

仅具有配置BPDU中的前三个三参数
协议ID、协议版本、BPDU类型

配置BPDU
只有根网桥可以发送，在交换网络的初始状态，所有交换机认为被本地为根网桥，进行BPDU的发送，使得网络中所有交换机均接受到其他交换机的BPDU,之后将基于其中的数据参数进行对比，选举根网桥。之后，所有非根网桥不再发送配置BPDU，而不是仅接收和转发根网桥的BPDU；配置BPDU的发送周期为2S，MAX AGE 20S。

TCN BPDU
本地链路故障后，STP重新收敛为了快速收敛全网所有交换机的MAC地址表。将向所STP接口发送TCN BPDU。邻居交换机收到TCN后，先回复一个TCA标记位置1的配置BPDU，用于可靠传输消息；之后，将TCN BPDU逐级上报到根网桥处，由根网桥回复一个配置BPDU(将TC标记位置1）