生成树 stp

文章目录

• 一、生成树的基本概念（stp）
• 二、生成树的作用
• 三、 ensp拓扑图实验
• • （1）stp
  • （2）mstp

思维导图：

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、生成树的基本概念（stp）

生成树（Spanning Tree）是图论中的一个重要概念，在计算机科学、网络工程以及许多其他领域都有广泛的应用。STP是一个用于局域网中消除环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并对某些接口进行阻塞以消除环路。STP在网络中运行后会持续监控网络的状态，当网络出现拓扑变更时，STP能够感知并且进行自动响应，从而使得网络状态适应新的拓扑结构，保证网络可靠性。由于局域网规模的不断增长，生成树协议已经成为了当前最重要的局域网协议之一。

什么是根桥？

（1） STP的主要作用之一是在整个交换网络中计算出一棵无环的“树”（STP树）。
（2）根桥是一个STP交换网络中的“树根”。
（3） STP开始工作后，会在交换网络中选举一个根桥，根桥是生成树进行拓扑计算的重要“参考点”，是STP计算得出的无环拓扑的“树根”。
（4） 在STP网络中，桥ID最小的设备会被选举为根桥。在BID的比较过程中，首先比较桥优先级，优先级的值越小，则越优先，拥有最小优先级值的交换机会成为根桥；如果优先级相等，那么再比较MAC地址，拥有最小MAC地址的交换机会成为根桥。

满足生成树的有以下几个条件：

• 生成树是一个无环连通图，即它是一个树形结构，没有环路。
• 生成树包含了原图G的所有顶点。
• 在生成树中，任意两个顶点之间都存在一条唯一路径（即连通性）。

二、生成树的作用

生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）的主要作用在于防止在具有冗余链路的局域网（LAN）中出现数据链路层的环路。

以下是生成树协议的核心作用：

1. 消除二层环路：
   在复杂的交换网络中，交换机之间通过多条链路连接可能会自然形成物理环路。环路会导致数据帧在网络中无限循环转发，即所谓的“广播风暴”，严重消耗网络带宽，降低网络性能，并可能导致交换机的MAC地址表混乱。

2. 预防广播风暴：
   当数据帧的目的地址无法在本地MAC地址表中找到时，交换机会将其泛洪至除接收端口之外的所有端口，环路的存在使得同一个数据帧会被反复复制并发送，形成广播风暴，严重影响网络正常通信。

3. 稳定MAC地址学习：
   STP通过阻塞冗余路径上的端口来打破环路，确保每台主机和每个交换机端口对应唯一的路径，从而稳定MAC地址学习过程，避免MAC地址漂移。

4. 提供冗余连接：
   尽管STP最初的工作原理是阻塞一些冗余路径，但它同时也保持了这些路径作为备份，当主路径失效时，STP可以重新计算生成树拓扑，并激活备份路径恢复网络连接，从而提供链路冗余和网络可靠性。

5. 确保无环路逻辑拓扑：
   STP通过算法选举出一个根桥（Root Bridge），并且为每个网络段选择一个指定桥（Designated Bridge），其它非根非指定桥的端口将被置于阻塞状态（Blocking），最终构建出一个没有环路的逻辑树状网络结构。

6. 快速收敛：
   针对STP的传统收敛速度较慢的问题，后来发展出了快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP）和多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol, MSTP），它们能显著加快网络在拓扑改变后的收敛速度。

三、 ensp拓扑图实验

（1）stp

``

STP常见的三种接口角色：DP，RP，AP
DP（DESI）：指定端口，可以转发数据
RP（ROOT）：根端口，可以转发数据
AP（ALTE）：阻塞端口，无法转发数据（但不影响BDPU报文转发）

首先对比原先大小：

stp pri 0 （命令作用是：把这台交换机当选为根桥）（0是因为：值越小越好，所以0最大）

再使用命令dis stp 查看

再使用命令dis stp b查看一下接口

（2）mstp

先配置 vlan
sw1 & sw2

undo info-center enable vlan batch 10 20 30 40 int g 0/0/1 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/2 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/3 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40

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sw3

undo info-center enable vlan batch 10 20 30 40 int g 0/0/1 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/2 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/3 port link-type access port default vlan 10 int g 0/0/4 port link-type access port default vlan 20

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sw4

undo info-center enable vlan batch 10 20 30 40 int g 0/0/1 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/2 port link-type trunk port trunk allow-pass vlan 10 20 30 40 int g 0/0/3 port link-type access port default vlan 30 int g 0/0/4 port link-type access port default vlan 40

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再次去创建主根和次根 最后配置 mstp

设置主次根
sw1：

stp ins 1 root pri stp ins 2 root sec

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sw2：

stp ins 1 root sec stp ins 2 root pri

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配置mstp
sw1 ~ sw4

stp region-configuration region-name l ins 1 vlan 10 20 ins 2 vlan 30 40 active region-configuration

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最后使用命令dis stp b查看

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