在生产环境中，我们经常会用到STP协议，深入理解STP协议对日后的工作和排错也是很有帮助的，今天来回顾一下STP原理和如何配置STP。
简介
生成树协议和其他协议一样，是随着网络的不断发展而不断更新换代的。最初被广泛应用的是IEEE802.1D-1998 STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议），随后以它为基础产生了IEEE 802.1w RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）和IEEE 802.1s MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）
三种生成树协议特点比较：
STP：
- 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度较慢。
- 无需区分用户或业务流量，所有VLAN共享一棵生成树。
RSTP：
- 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度快。
- 无需区分用户或业务流量，所有VLAN共享一棵生成树。
MSTP:
- 形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
- 收敛速度快。
- 多棵生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同的路径转发。
STP原理
协商原则
STP协议是根据4个维度进行选举协商的，设备之间通过发送BPDU报文，经过4个维度的比较，最终会阻塞综合能力最差的端口。
选举维度(桥ID，累计根路径开销，发送设备BID，发送端口PID)
角色和状态
经过4个维度的比较，最终会协商出端口的角色和状态，确定报文流量的转发路径。STP角色的定义，如下图所示。
根桥：就是桥ID最小的设备。桥ID是由16位的桥优先级与桥MAC地址构成。BID桥优先级占据高16位，其余的低48位是MAC地址。华为交换机默认桥优先级都是32768。所以在不修改桥优先级时，MAC地址最小的设备就是根桥。
指定端口：就是负责转发BPDU报文的端口。根桥上的端口都是指定端口。该端口可以正常转发流量。
根端口：就是去往根桥路径开销最小的端口。该端口可以正常转发流量。
阻塞端口：就是禁止转发流量的端口。
从上面的官方定义，可以看出：STP协商完成后，端口要么被阻塞，要么正常转发报文。其实在STP进行协商的过程中，是有一些中间状态的。
报文格式
STP协议报文是通过BPDU报文封装的，目的MAC是组播MAC：01-80-C2-00-00-00，封装格式是IEEE 802.3。
BPDU报文的分类
配置BPDU报文：根据Flags标记位，分为3类
- 第一类配置BPDU报文: Flags的TCA和TC位都置为0的配置BPDU报文
- 第二类配置BPDU报文: Flags的TCA和TC位都置为1的配置BPDU报文
- 第三类配置BPDU报文:Flags的TCA位置为0，TC位置为1的配置BPDU报文
TCN BPDU报文：BPDU Type为0x80的BPDU报文，叫做TCN BPDU报文
BPDU报文的处理流程
BPDU报文格式
第一类配置BPDU报文: Flags的TCA和TC位都置为0的配置BPDU报文
该报文用于STP状态的协商和维持。具体报文格式如下：
第二类配置BPDU报文: Flags的TCA和TC位都置为1的配置BPDU报文
该报文用于通知下游设备停止发送TCN BPDU报文。具体报文格式如下：
第二类配置BPDU报文: Flags的TCA位置为0，TC位置为1的配置BPDU报文
该报文用于通知下游设备删除MAC地址表项。具体报文格式如下：
TCN BPDU报文：BPDU Type为0x80的BPDU报文，叫做TCN BPDU报文，用于通知上游设备网络拓扑变更。具体报文格式如下：
配置举例
配置思路
采用如下的思路配置STP：
- 配置模式是STP模式。
- 配置SwitchA为根桥，SwitchB为备份根桥。
- 统一使用默认路径开销。华为交换机默认的路径开销计算标准使用的是标准的dot1t。GE接口默认路径开销是20000，而Ethernet接口默认路径开销是200000。注意：eNSP模拟器中，STP的路径开销默认是1。
- SwitchC和SwitchD的GE0/0/3端口去使能STP协议。
- SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD使能STP协议。
操作步骤
配置模式为STP模式。
<code><huawei> system-view[HUAWEI] sysname SwitchA[SwitchA] stp mode stp<huawei> system-view[HUAWEI] sysname SwitchB[SwitchB] stp mode stp<huawei> system-view[HUAWEI] sysname SwitchC[SwitchC] stp mode stp<huawei> system-view[HUAWEI] sysname SwitchD[SwitchD] stp mode stp/<huawei>/<huawei>/<huawei>/<huawei>/<code>
配置SwitchA为根桥，SwitchB为备份根桥。
[SwitchA] stp root primary //也可以使用命令stp priority 0 配置优先级为0，和stp root primary的作用是一样的。
[SwitchB] stp root secondary //也可以使用命令stp priority 4096 配置优先级为4096，和stp root secondary的作用是一样的。
去使能SwitchB和SwitchC设备GE0/0/3端口的STP功能。
[SwitchC] interface gigabitethernet0/0/3
<code>[SwitchC-GigabitEthernet0/0/3] stp disable[SwitchC-GigabitEthernet0/0/3] quit[SwitchD] interface gigabitethernet 0/0/3[SwitchD-GigabitEthernet0/0/3] stp disable[SwitchD-GigabitEthernet0/0/3] quit/<code>
全局使能STP功能。
<code>[SwitchA] stp enable[SwitchB] stp enable[SwitchC] stp enable[SwitchD] stp enabl/<code>
验证配置结果
查看STP简要信息，通过STP简要信息可以快速的看出端口的角色和状态。
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