生成树协议学习要点全记录

园区网需要线路冗余——冗余线路会导致故障：ARP解析导致问题，之后如果发广播数据则会形成广播风暴——必须有一种机制让一条线路逻辑上处于断开以避免成环——生成树协议出现！

　　1.STP(802.1D)：该协议执行STA(生成树算法)，以避免成环。

　　术语：网桥标示符(优先级+mac地址)，生成树路径开销(带宽越高开销越小)，桥协议数据单元

　　桥协议数据单元(BPDU)，默认两秒发送 <script src="http://www.net130.com/CMS/JS/newsad.js" language="javascript" type="text/javascript"></script> 一次(可配置成1到10秒间的任意一值)，多播目标地址是0180C2000000，BPDU数据中包括的比较参数有：根id，开销，桥id，端口id.BPDU是由根发出的，叫做配置BPDU，其他交换机接收并作出转发！

　　生成树接口状态：阻塞——监听——学习——转发

　　阻塞是由生成树协议算法决定哪些端口是阻塞状态的，阻塞状态还是会监听BPDU，只是不再参与数据转发了；从阻塞到监听这个过程是等待BPDU 的过程，协议设计的时候只是为了等待3个BPDU经历最长路径(七段链路)传递的过程，经历的时间是20s(2x7+2x3=20)，而如今经历这20s 只是为了等待链路状态稳定下来，当阻塞状态经历20s都没有收到BPDU则转向监听状态，监听状态是选根和决定各端口类型的状态；从监听到学习需要经历 15s的时间，处于学习状态的端口可以学习流入帧的MAC地址了，不过还不能转发数据帧；从学习到转发还要经历15s的时间，处于转发状态的端口才能转发 数据帧。

　　STP的操作过程：选：a.根(树的源端)

　　b.根端口(执行收动作)

　　c.指派端口(执行发动作)

　　d.非指派端口(阻塞状态)

　　比：a.根id

　　b.开销

　　c.发方桥id

　　d.端口id

　　STP拓扑变更：a.感知的交换机发出TC BPDU到传递根，根回应TCA(这样一个交互过程不是在根和感知交换机之间，而是之间传递的每段链路都有)；

b.根做出BPDU的重新配置；

　　c.根发出配置BPDU通告。

　　2.pvst 每vlan生成树(cisco only)

　　概念，即为每一个vlan维持一个生成树。

　　优点，可以做负载平衡且又能相互备份。

　　缺点，由于维持的树过多，会影响交换机性能。

　　配置：(cisco交换机默认就是pvst)

　　(config)#spanning-tree vlan xx priority xx

　　(config)#spanning-tree vlan xx maxage xx

　　(config)#spanning-tree vlan xx priority xx di (调整直径，能按比例调制所有的时间)

　　(config)#spanning-tree vlan xx root (强制制定根)

　　所有的STP时间要保持与root bridge一致，所以要更改时间只需在root上更改即可！

　　#sh spanning-tree vlan xx (detail)

　　#sh spanning-tree int x (detail)

　　3.rstp 快速生成树协议(802.1w)

　　rstp相当于一种握手机制，是主动的，而stp是被动等待通告。

　　端口分类：p to p，可以做握手机制(全双工则是该类)

　　共享，不可以做握手，只能通过老的机制收发(半双工则是该类)

　　又分成：边界端口，不接收bpdu，不参与stp，不用感知top，也没有必要感知

　　非边界端口，收bpdu，参与stp，top是它需要参与感知的

　　对于以上的分类而言，p to p握手机制可以快速的协商收敛，而设定边界(如接pc的端口)可以免除参与stp.
端口状态：丢弃(相当于stp中的阻塞和监听)——学习——转发

　　以前的非指派端口成为现在的：预备端口 & 备份端口

　　预备端口，bpdu来自别人，用来备份根端口；

　　备份端口，bpdu来自自己，用来备份指派端口。

　　4.mst 多生成树(802.1s)

　　主要是设置了生成树实例，再与每个vlan做映射，将vlan映射到所属树中，比pvst减少了生成树个数，加快了收敛，降低了设备资源使用率，同时仍然可以做负载平衡和相互备份。

　　配置：step 1： spanning-tree mode mst

　　step 2： spanning-tree mst config

　　step 3： name 名

　　step 4： revision 号

　　step 5： instance 号 vlan vlan-range

　　(config-mst)#sh current 显示已有的配置

　　(config-mst)#sh pending 显示未提交的配置

　　#sh spanning-tree mst config

　　#sh spanning-tree mst (int)

　　5.802.1D的增强

　　(1)portfast：配置在2层接入端口，能使其立即进入转发状态，而不用经历监听和学习状态(因为抑制了TCN，不通告top变更)，提高了可用性，还可以防止如端口接了pc造成dhcp超时这样一种问题。

　　配置：(config-if)#spanning-tree portfast

　　(config)#spanning-tree default

　　(2)uplinkfast：配置在上行接入汇聚SW的端口，能使交换机端口即刻进入转发状态，不经过监听和学习。

　　原理：抑制TCN，使用伪多播帧连接根，通告链路故障MAC地址，进而便于上游交换机能够将MAC地址表从发生故障的链路立即移动到新端口。

　　(config)#spanning-tree uplinkfast

　　vlan优先级配置过这不能再开启uplinkfast，这个命令影响的是所有的vlan.

　　(3)backbonefast：用于核心中，收敛能从50s降到30s，但用的少，因为核心都是跑的路由，靠路由收敛了。

　　提高生成树的弹性：BPDU防护：防止交换设备接到portfast口，引起环路，如果接上了，使其进入err状态； (config)#spanning-tree portfast bpduguard

　　BPDU过滤：用于过滤接终端interface发bpdu影响终端设备； (config)tfast bpdufilter default (全局启用，有在接口上的命令)

　　BPDU时滞：核心交换机上使用的技术，防止交换机过忙无法正常发bpdu，如果出现这种情况，通告snmp引起网管的戒备；

　　根保护：抵制新接入的交换机因为priority高而成为根； (config)#spanning-tree guard root

　　loop防护：该技术不能与根保护一起用。

　　如果同时配置BPDU防护和BPDU过滤，过滤生效。

出处：bbs.net130.com