二層STP的原理是什麼

STP
STP的終極目標：
從網路的任何地方，都是去往跟交換器最短的無環的資料轉送路徑
1 同一個網路：
面臨的第一個問題：單點故障
解決方案： 提供網路冗餘/備份
1設備的備份
2鏈路的備份
所帶來的新問題：
二層數據轉送環路
新的解決方案:
STP/RSTP-spanning-tree protpocol【生成樹協定】
凸顯出另一個問題：利用率
解決方案：MSTP【產生實例樹協議】

共有標準協定：      
STP - 802.1d ，慢；
RSTP - 802.1w , 快了一點;
MSTP - 802.1s
為了在實現鏈路備份的同時，還可以實現資料轉發的負載平衡，提高設備的使用率。
解決二層資料迴路的協定
STP協定運作原理/流程：
1 選舉交換器角色：
根交換器（網橋）：
整個交換器網路中有且僅一個【跟BID小的值優先】
非根交換器：
除了根交換器 
2 選舉端口角色：
根端口：
任何一個非根交換機上，有且只有一個，
距離根交換器最近（cost）的連接埠
指定連接埠：
任何一個網段中且僅有一個，
距離根交換器最近的（cost）的連接埠
非指定連接埠：
剩下的所有端口，都是非指定的           
3 確定連接埠狀態：
down
listening： 偵聽
【偵聽的BPDU，為了盡量的收集全所有的BPDU ，進行比較】
learning :  學習
【此階段學習MAC位址表】
forwarding：轉送
【根連接埠和製定連接埠的最終狀態】
blocking  ：阻塞
【非指定連接埠對應的最終連接埠】

STP協定的所有功能都是透過BPDU封包來實作
BPDU -bridge protocol data unit 【橋協定資料單元】

BPDU報文的基本組成：
root-id： 表示的是根交換器的ID
cost：  表示的是發送該BPDU的交換器到達根交換器的距離
bridge-id：表示的是發送該BPDU的交換器的名稱
port-id： 表示的是發送該BPDU的交換器的出埠
由兩部分組成：
port-priority port-number
【埠優先權埠號】
連接埠的優先權：1個位元組，預設值為128
連接埠號碼; 1個位元組，是交換器上的連接埠的號碼
例如：交換器的gi0/0/23 的port-id表示是： 128.23

我們可以在選舉「設備角色」和「連接埠角色」時候
基於「交換器角色」和「連接埠角色」的定義
對BPDU 封包中的4個字段，從上向下依序​​進行比較。
首先比較的是root-id ；
如果不相同，則選擇最小的為Root-switch；
如果相同，則比較cost ；如果不相同，則選擇最小的cost ;
如果相同，則比較bridge-id , 如果不相同，則選擇最小的；
如果相同，則比較port-id , 如果不相同，則選擇最小的；

##STP的收斂時間： 30--50秒

hello -2秒
【根交換器發送BPDU 的時間週期，兩秒一次】
forward-delay=15秒轉送延遲
【表示在listening 和learning分別停留的時間】
max-age=20 秒最大生命時間20 秒
【每透過一個交換機減一秒，最高20秒】

     配置命令以及解释：
[huawei]stp priority

【STP的優先權，預設是32768設定時數值必須是4096的倍數】

[huawei-gi0/0/23] stp cost

【修改一個連接埠上的STP 的cost 】  
華為交換器上，1000M連接埠的cost預設是20000 ;

[huawei]display stp  

【可以查看到交換器運作的STP 的模式,以及自己和根交換器的BID 資訊】
[huawei]display stp brief
【可以查看到交換器上的每個啟用了STP 的連接埠的角色與狀態】

[huawei]display stp interface gi0/0/23

【可以查看該介面的cost ，以及發送和接收BPDU的情況】

MSTP配置：

[A]stp region-configuration
【stp域的設定】
[A-mst-region]region-name 1
【給域取名字】
[A-mst-region]instance 1 vlan 10 20
【建立實例1 把vlan 10 20 加入】
[A-mst-region]active region-configuration
【啟動網域設定】
[A]stp instance 2 priority 4096
【給實例2 設定優先權】
[A]display stp instance 1
【檢視實例1的stp是否優先權生效】

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