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STP
STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。
一、STP的常用术语
1.根桥：指在STP中，用于交换拓扑信息的网桥。
2.根ID：又称BID。由桥优先级和交换机的背板Mac地址组成，桥优先级默认为32768，可以手动改变，改变值为4096的倍数。
3.root ID：是指根桥的桥ID，主要见于抓取得BPDU报文中。
4.非根桥：除了根桥以外的交换机，都叫做非根桥。
5.端口ID：又称PID，由端口的优先级和端口号（端口的编号）组成，端口优先级默认为128，可以手动改变，改变值为16的倍数。
6.根路径开销（RPC）：用于表示非根桥到根桥的开销。
7.根端口（RP）：非根桥去往根桥最近的端口。
8.指定端口(DP)：每一条链路选出一个指定端口，用于发送BPDU.
9.BPDU：STP的报文，称为桥数据协议单元。
根据上图，我们要能判断出根桥，非根桥，DP，BP，AP
根桥：LSW2
非根桥：LSW1,LSW3
指定端口（DP）：LSW2上的G1,G2；LSW1的G2口
根端口（BP）：LSW1的G1口，LSW3的G2口
阻塞端口（AP）：LSW3的G1口
你看一下有没有出入。
二、STP的数据包
我们在LSW3的G2口进行抓包，报文如下图：
可以看出，在LSW3的G2口上，只有指定接口发出的报文。stp的报文详情如下图：
三，关于根桥，根端口的修改
首先，我们要在交换机上，查看stp选举的结果。查看命令为：
[LSW3]dis stp?
其中，CIST Root表示根桥，CIST RootPortId表示当前交换机的根端口。我们根据器选举原则（具体见【hcia】stp），对相关的交换机的参数进行修改，比如交换机的优先级，端口的开销值等。
常用命令如下：
【全局】stp?mode stp??修改本机的stp协议（默认为mstp）
【全局】dis?bridge mac-address??查看本机的mac地址
【全局】dis? stp?br??查看接口状态
【全局】stp priority ?0? 将交换机的桥优先级改为0，该数值只能是4096的倍数。
【全局】stp timer max-age?300??修改老化时间
【全局】stp?timer forward-delay?200?修改转发时延
【接口】stp port?priority?32? 修改接口优先级，该数值只能是16的倍数
?
四、拓扑变化时STP的更新
1.当交换机发生拓扑变化时，会发送TCN BPDU给根桥
2.途径的交换机会给原始交换机回应TCA，并且将TCN?BPDU转发给根桥
3.根桥收到TCN报文后，会沿原路发送TC和TCA
4.当沿途交换机收到TC，TCA报文后，会将自己的mac地址表的老化时间强制修改为15s
RSTP
RSTP（rapid spanning Tree Protocol ），即快速生成树协议，最早在IEEE 802.1W-2001中提出，这种协议在网络结构发生变化时，能更快的收敛网络。
一、RSTP的基本常识
（一）端口角色：
RSTP 中的端口由四个角色，分别为RP，DP，AP，BP。
RP：根端口，和STP 一致；
DP：指定端口，和STP一致；
AP：阻塞端口，给根端口做备份
BP：备份端口，给指定端口做备份。
（二）端口状态：
RSTP中的端口状态包含Discarding，Learning，Forwarding.
Discarding：此状态下不转发用户流量，也不学习Mac地址；
Learning：此状态下不转发用户流量，但是学习Mac地址；
Forwarding：此状态下转发用户流量，学习Mac地址。
二、RSTP的快速收敛机制
（一）P/A机制
其目的是使一个指定端口尽快进入Forwarding状态。具体过程如下：
1.首先两台交换机会先把自己作为根桥，向对端发送协商的BPDU，此时BPDU中的Agreement和Proposal会置位为1；
2.当收到对端发送的协商BPDU后，会进行比较，然后，次优的交换机会在发送一个BPDU报文，该报文中的Proposal将置位为0，承认对方为根桥，自己则进入Forwarding状态；
3.当最优交换机收到次优交换发送的P=0的BPDU后，会将自己BPDU的P也置位为0，并进入Forwarding状态。
下面我们通过实验观察，由于篇幅有限，仅放置一张报文，其余报文可自行实验观察。
首先建立如上图的拓扑，我们通过在LSW2的G1口上进行抓包，观察报文的发送过程，
通过抓包，我们可以看出，两台交换机会首先以自己为根桥，将相关的信息加载到BPDU报文中，发送给对端，同时将Agreement和Proposal进行置位。表示进行协商。
PS:在进行P/A机制协商的过程中，交换机会自动阻塞掉除边缘接口以外的其他接口，用于放置环路。
P/A机制的触发条件：
1.端口的角色为指定端口；
2.端口的状态为Forwarding或learning时；
3,链路状态为点到点时。
（二）根端口快速切换机制
SWC与SWA的直连链路down掉，其AP端口切换成RP端口并进入转发状态可在秒级时间内完成收敛。
（三）次级BPDU立即处理
SWB与SWA的直连链路down掉，SWC的AP端口切换成DP端口并进入转发状态可在秒级时间内完成
（四）边缘端口（EP）
边缘端口不会经历RSTP的端口状态，而是直接进入Forwarding状态，配置命令为：
【接口】stp edged-port enable ??将该接口配置为边缘端口；
【全局】stp edged-port default ?将路由器上的所有接口都配置称为边缘端口；
【接口】stp edged-port? disable ?将该接口的边缘端口进行关闭。
三、RSTP保护
1、BPDU保护
BPUD保护主要是针对边缘端口，当边缘端口接入一个STP交换机时会触发BPDU收敛，会发生网络震荡，次有路径等现象。当边缘端口配置了BPDU保护机制后，在其收到BPDU后，该接口会成为down的状态，端口角色变成DP，端口状态变成discarding。
如果需要恢复接口状态，可以用手动方式，在接口上通过命令让接口up（【接口】undo shutdown），还可以用自动方式重启接口状态，命令为：【全局】error-down auto-recovery cause bpdu-protection interval 30 其含义为：将因BPDU保护所致的err-down状态会在30s后自动恢复up
BPDU保护的配置命令：
? ? ?1、[全局]stp edged-port default 全局开启边缘端口
? ? ?2、[接口]stp edged-port enable 接口开启边缘端口
? ? ?3、[接口]stp bpdu-protection? ? 全局开启BPDU保护功能，只针对边缘端口有效
2、根保护
跟保护的作用对象主要是DP角色的端口，其主要作用是强制一个接口永远是指定端口。?防止周围的交换机成为根桥。当一个接口开启根保护以后，一旦收到了更优的BPDU，那么接口角色不变，接口状态变为discarding。当接口不在收到更优的BPDU之后，将会进入到正常的STP收敛过程，理论上经过2个转发时延恢复转发状态
命令：【接口】stp root-protection //根保护只能在接口视图下配置
3、环路保护
? ?现象：在已经形成环路的交换网络中，由于网络延时或者单向故障，导致一个根端口无法收到上游发来的BPDU，那么接口将老化后变为DP角色，并且变成转发状态
? ?作用：为了防止这种环路，对根端口开启环路保护后，在无法收到上游的BPDU后，该端口会变成DP角色，并且保持discarding状态，环路保护可以在RP和AP端口开启。当接口收到上游BPDU后，会立刻恢复正常的STP收敛结果。
? ?命令：【接口】stp loop-protection 在接口下开启环路保护
4、TC-BPDU保护
TC-BPDU保护主要是为了防止TC-BPDU攻击，因为交换机在默认条件下，收到TC-BPDU后，会删除MAC地址表和ARP表项。当有单播数据传输过来后，会通过泛红的方式进行传播，从而增加工作量。而且TC-BPDU攻击的会在短时间内发送上千个TC-BPDU，导致交换机的MAC地址表和ARP表项长期处于空的状态。
开启TC-BPDU保护配置如下：
【接口】stp tc-restriction enable 接口下开启TC-BPDU保护功能
【全局】stp tc-protection interval 10 开启TC-BPDU保护，在10秒钟以内对TC的操作频率
【全局】stp tc-protection threshold 5 操作频率为5次
? ? ? 以上3条命令含义：这个接口在收到TC-BPDU后，只能每10秒处理5个。
MSTP
首先，我们先来看一下下图：
在图中，根据STP或RSTP协议，LSW6的G1口会成为阻塞端口，PC3在去往自己的网关时，只能绕行LSW8交换机，而且，我们将两个网关配置到不同的三层交换机上，也是希望一个交换机负责一个VLAN的通信，但是在STP或RSTP里，很显然，LSW8交换机承担了两个VLAN的流量。因此，我们引入一种叫MSTP协议，用于解决上述问题。
多生成树协议MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）是IEEE 802.1s中定义的一种新型生成树协议。该协议主要是解决了传统stp和rstp，在同一局域网内所有的vlan共享一个生成树，无法在vlan间实现数据流量的负载均衡，以及产生次优路径的问题。
一、MSTP的基本配置。
[全局]stp region-configuration???//进入MST域配置视图
[MST域]region-name HUAWEI? //配置MST域名字,默认条件下，以交换机背板MAC地址作为名字
?[MST域]revision-level 12? ?//配置修订级别，默认条件下级别为0，取值范围为0-65535
?[MST域]instance 10 vlan 10? ? //创建实例10，并且将vlan放入该实例
[MST域]instance 20 vlan 20? ? //创建实例20，并且将vlan放入该实例
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（交换机缺省情况下，所有VLAN都在实例0里面）
[MST域]active region-configuration 激活以上配置
[全局]stp instance 10 root primary? 将交换机配置为实例10的主根
[全局]stp instance 20?root secondary?将交换机配置为实例20的备份根
[全局]stp instance 20 priority 0? ? 将交换机配置为实例20的根桥优先级0
?====================================
常用查看命令：
[全局]display stp instance 10 brief? ?查看指定实例的接口状态
[全局]display stp region-configuration? 查看MST的相关参数
二、MSTP实验
还是以最开始的那张图为例，我们进行MSTP的配置，基础的接口配置和vlanif的配置不在具体体现，自行配置即可，需要注意的是：交换机与终端的接口配置为access模式，交换机之间的接口配置为trunk模式。
MSTP的具体配置如下：
1.LSW7交换机：
这里在LSW7上，我们需要将VLAN10的实例设为主，将VLAN20的实例设为备。
2.LSW8交换机：
? ?这里在LSW8上，我们需要将VLAN20的实例设为主，将VLAN10的实例设为备。
3.LSW6交换机：
注意：在配置MSTP中，同一个域内的所有交换机的配置需要保持一致。（具体MSTP的概念会在HCIE的内容中介绍，HCIP中会基本配置即可）
4.查看交换机的接口状态：
通过配置，我们主要是想将LSW6的G1、G2口，在不同的VLAN中，进行阻断，具体讲就是在VLAN10中，G2口为AP端，在VLAN20中，G1口为AP端。
下面我们观察配置结果：
