作為二層防環的技術還包括smart-link、eth-trunk、堆疊、rrpp等；

STP技術的收斂速度為1-2s
rrpp技術的收斂速度 ms單位；

STP技術的優勢

1、適應復雜網絡；
2、STP機制豐富，能存在多種保護機制等；
說明：
STP技術包括：STP、RSTP、MSTP
華為設備開啟，默認STP版本為MSTP

二層環路

危害：
1、 廣播風暴：數據幀的數量呈指數型增長；
2、 mac地址表震蕩：mac地址表不斷進行刷新，無法正常地轉發數據幀；
3、最終影響設備正常使用。

三大表：

mac地址表：用於指導數據幀（二層）
ARP緩存表：用於存儲IP地址與mac地址的對應關系（2.5層）

STP協議工作原理

通過協議計算（依賴於BPDU報文），從邏輯上阻塞端口，從而實現防環，當鏈路一旦出現故障時，阻塞端口重新恢復轉發。

STP的限制

1、收斂慢，收斂屬於秒級；
2、不適用於大型交換網絡，網絡直徑小於等於20；
3、整網的交換設備不能超過50臺；

STP的計算過程

1、選舉一個根橋

根橋交換機：作為整個交換網絡的數據轉發中心；

選舉要素1

根橋ID：優先級+mac地址
1、比較優先級，默認為32768，數值越小越優先，可調整，只能為4096的倍數；
2、比較mac地址，數值越小越優先。

如果設備收到比本身差的BPDU報文，直接丟棄；
如果設備收到比本身優的BPDU報文，將其放入端口存儲並且轉發出去。

全網泛洪的BPDU報文的根橋ID一致時說明交換網絡中已經選出根橋交換機

2、每個非根交換機選舉一個根端口

根端口（RP）：轉發數據的端口，用於接收最優的BPDU報文，只在非根橋交換機上有且只有一個。

選舉要素2

1、根路徑開銷：
根路徑：以一個接口為出方向，去往根橋交換機的最短路徑之和，稱為根路徑；
2、開銷：
跟接口的帶寬有關；

100M=200000
1GE=20000
10GE=2000

根路徑開銷越小越優先：

STP的通用規則一：

非根橋交換機與根橋交換機直連接口都為RP端口。

3、每個網段選舉一個指定端口

指定端口（DP）：轉發數據，用於轉發最優BPDU，在每個網段上有且僅有一個。

通用規則二：

根橋交換機上的所有端口均為DP端口。

要素3

發送者橋ID
設備在轉發BPDU報文，都會將本身的橋ID字段填充到發送者橋ID中；

比較規則與根橋ID比較規則完全一致。

4、阻塞非根、非指定端口

AP，既不是DP也不是RP端口。

要素4

端口ID：優先級+端口編號
優先級：默認為128，數值越小越優先，可調整，只能調整為16的倍數；
端口ID，數值越小越優先。

STP的端口狀態機

disable：說明端口未啟用STP協議；

blocking：阻塞狀態，屬於AP端口正常狀態，進行根橋的選舉；

listening:偵聽狀態，進行端口角色的確定；

learning:學習狀態，學習mac地址表；

forwarding：轉發狀態，轉發數據，學習mac地址；

STP的計時器

hello time：更新計時器，根橋交換機每2秒向外泛洪BPDU報文；

max age：默認為20s，端口中BPDU的老化時間，如果端口到達老化時間，BPDU會被丟棄，等同於拓撲發生變化。

message age：信息延時，時間默認為0秒，每經過一個設備，會加1。

端口真正的老化時間=max age-message age

forward delay：轉發延時，默認為15s，在listen--learning-forwarding狀態跳轉時使用，用於防止臨時環路。

STP的收斂規則

當RP端口down掉，非根橋交換機直接認為根橋交換機down 掉，以自身為根橋向外泛洪BPDU報文；

STP針對拓撲改變的刷新機制

（1）由發生拓撲變化的交換機朝著根橋泛洪TCN BPDU報文，上遊交換機收到TCN BPDU報文後，先回復TCA BPDU報文，繼續朝著根橋泛洪TCN BPDU；

（2）不斷重復上述過程，直到根橋交換機收到TCN BPDU，回復TCA BPDU報文為止；

（3）根橋交換機會泛洪TC BPDU報文，泛洪35秒，每2秒泛洪（17個或者18個），當交換機收到TC BPDU報文後，會刷新mac地址表。

RSTP對於STP的改進

（1）BPDU

將STP的flag字段中的6bit使用，分別為agreement（A），forwarding，learning，port role，proposal（P）。

（2）P/A協商

① 所有設備在一啟動RSTP時，都認為本設備是根橋，都發送出P置位的的BPDU。

② 經過對比，BPDU較差的設備會停止發送BPDU，同時將收到較優BPDU的接口置為RP端口，進入forwarding，同時會將除了邊緣端口以外的其他端口阻塞。

③ RP端口進入forwarding以後，會回復A置位的BPDU。更優的設備在收到了A置位的BPDU以後，會將收到該BPDU的端口置為DP端口，同時進入轉發狀態。

（3）端口角色

AP：預備端口，阻塞狀態，作為RP的備份，當RP出現故障以後，AP馬上成為RP端口，並且進入轉發狀態。收到其他設備發送的BPDU是AP。

BP：備份端口，阻塞狀態，作為DP的備份，當DP出現故障以後，BP會在等待一段時間後才成為DP。
收到本設備的BPDU。

（4）對於次優的BPDU會回復處理，通過P/A協商。

（5）邊緣端口

不參與STP的計算，只要接口UP，立即進入forwarding狀態。當邊緣端口收到了BPDU以後，就會喪失邊緣端口屬性。

配置： stp edged-port enable

（6）拓撲變更機制

直接由發生拓撲變更的設備直接發送出TC置位的BPDU，然後將除了收到TC置位1以外的接口所學到的MAC的老化時間改為15S。

（7）將端口角色由5種變為3種

discarding：在RSTP中的阻塞狀態，不學習MAC地址也不轉發用戶數據。

learning：學習MAC地址但是不轉發用戶數據。

forwarding：即學習MAC地址也轉發用戶數據。

（8）保護功能

① BPDU保護：保護邊緣端口在收到了BPDU以後，會將該端口error-down，同時通知網管。

只能針對與邊緣端口保護

配置：stp bpdu-protection //在全局試圖下

② 根保護：當該端口收到更優的RST BPDU後，端口進入Discarding狀態，不再轉發報文。若一段時間內端口未收到更優的RST BPDU，則會自動恢復到正常的Forwarding狀態

只能在指定端口上保護

配置：stp root-protection //在接口試圖下

③TC-BPDU泛洪保護：當設備收到TC-BPDU以後，在單位時間內會有一個限制的次數。

配置：在系統視圖下stp tc-protection threshold +可處理的報文數量

RSTP快速收斂機制

當交換機的RP端口down掉時，AP端口會立刻成為RP端口，並立刻進入forwarding狀態。

BP端口選取規則

當交換機從一個接口收到一份BPDU報文，包含的發送者橋ID為本身交換機的橋ID，同時BPDU比本地接口的BPDU優時，則此接口會被選為BP端口

當DP端口down掉時，BP端口需要等待18s的時間才會成為DP端口

常見問題匯總

問題1：RSTP的BPDU保護？

答：邊緣端口直接和用戶終端相連，正常情況下，邊緣端口不會收到BPDU報文。如果者偽造BPDU惡意交換機，當邊緣端口接收到BPDU報文時，交換機會自動將邊緣端口設置為非邊緣端口，並重新進行生成樹計算，從而引起網絡震蕩。

通過配置BPDU保護功能可以防止這種***。設備上使能了BPDU保護功能後，如果邊緣端口收到BPDU，系統就將這些端口Shutdown。
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問題2：stp 選舉的四要素有哪些？？

答：root id（根橋的優先級+mac地址）
cost（到根橋的開銷(接口帶寬)）
發送者橋id
端口id

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問題3：華為交換機如果接口關閉了STP，收到BPDU會如何處理？

答：BPDU報文發送的目的地址為01-80-C2-00-00-00，華為交換機如果接口關閉了STP，那麽收到目的MAC地址為：01-80-C2-00-00-00組播數據幀會直接丟棄。

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問題4：邊緣端口的端口角色是什麽角色？

答：DP端口，因為從該端口沒有收到更優的BPDU，當一臺運行STP的交換機剛啟動，端口的角色為DP端口，只有收到比該端口優的BPDU才會遷移成其他的角色，邊緣端口一般用於連接非交換機，不會收到BPDU，所以端口角色為DP端口。

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問題5：如果一個端口收到比自己還要差的BPDU會怎麽處理？

答:華為把這種BPDU稱為次優BPDU，華為交換機收到次優BPDU會丟棄該BPDU，並發送自己接口的最優的BPDU。

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問題6：STP中為什麽要設計轉發延遲時間？

答：STP如果沒有forward delay帶來的臨時環路問題：

初始狀態下SWA為根交換機，所有的交換機端口中，只有SWD的E0/2端口為Alternate Port，處於不轉發狀態。假設修改SWC的優先級，使SWC成為新的根交換機，SWD的E0/2接口成為新的根端口，進入轉發狀態，E0/1接口成為新的指定端口，處於轉發狀態，SWB的E0/2應當成為新的Alternate Port，進入不轉發狀態。如果在SWB的E0/2在從轉發狀態進入不轉發狀態之前，SWD的E0/2就從不轉發狀態進入轉發狀態，則網絡中會出現臨時環路。

解決臨時環路的方法是：在一個端口從不轉發狀態進入轉發狀態之前（例如SWD的E0/2端口），需要等待一個足夠長的時間，以使需要進入不轉發狀態的端口有足夠時間完成生成樹計算，並進入不轉發狀態
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問題7：運行STP的交換機是怎麽感知拓撲發送變化的，為什麽要發送TC BPDU，不發會怎麽樣？

答：當一個接口進入轉發狀態時，就認為拓撲已經發生變化。
如果拓撲發生變化不發TC BPDU會導致，過時的MAC地址表無法被刷新，從而導致數據流量無法繼續進行轉發，要等300S的MAC地址表老化時間後，才會刷新MAC地址表；

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問題8：華為STP有多少個版本？默認是哪個版本？

答：STP,RSTP,MSTP
MSTP
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STP+RSTP詳解