STP

 生成樹協定STP（Spanning Tree Protocol），又稱擴充樹協定，是一種基于、OSI網絡模型的資料鍊路層（第二層）通訊協定，用作確定一個無環路的網絡環境。通過有選擇性地阻塞網絡備援鍊路來達到消除網絡二層環路的目的，同時具備鍊路的備份功能。

生成樹工作原理

  生成樹協定的國際标準是IEEE802.1d.運作生成樹算法的網橋/交換機在規定的間隔内通過網橋協定資料單元（BPDU）的多點傳播幀與其他交換機交換配置資訊，其工作的過程如下：

1. 通過比較網橋/交換機優先級選取根網橋/交換機（給定廣播域内隻有一個根網橋/交換機）；

　　2. 其餘的非根網橋/交換機隻有一個通向根網橋/交換機的端口，稱為根端口；

　　3. 每個網段隻有一個轉發端口；

　　4. 根網橋/交換機所有的連接配接端口均為轉發端口。

生成樹功能 

1、利用生成樹算法、在以太網絡中建立一個以某台交換機為根網橋的生成樹，避免環路。

2、在以太網絡發生變化時，通過生成樹協定達到收斂保護的作用。

生成樹協定的算法過程

生成樹協定算法歸納為三個步驟：選擇根網橋、選擇根端口、選擇指定端口

（1）選擇根網橋：全網中選擇一個根網橋。比較網橋的BID值，BID值越小其優先級越高。BID有兩部分組成：交換機的MAC位址（6位元組）和交換機的優先級（2位元組，預設32768）.如果優先級相同，就比較MAC位址，MAC位址越小越優先。

（2）選擇根端口：每個非根網橋上都有一個根端口。

 a、比較根路徑成本，根路徑成本取決于鍊路的帶寬，帶寬越大，路徑成本越低，則選該端口為根端口。

 b、如果根路徑成本相同，則要比較所在對端交換機BID值，值越小，則其優先級越高。

  c、比較端口的ID值，該值分為兩部分：端口優先級和端口編号，值小的被    選為根端口

（3）選擇指定端口：在每條鍊路上選擇一個指定端口，根網橋上所有端口都是指定端口

　　首先，比較根路徑成本，

　　其次，比較端口所在網橋的ID值

最後，比較端口的ID 值

每個網絡中隻有一個根網橋；

每個非根網橋隻有一個根端口；

每個網段隻能有一個指定端口；

根網橋無根端口；

根網橋端口全為指定端口；

非指定端口為阻塞端口。

STP 簡介--STP端口狀态

交換機完成啟動後，生成樹便立即确定。如果交換機端口直接從阻塞轉換到轉發狀态，而交換機此時并不了解所有拓撲資訊時，該端口可能會暫時造成資料環路。為此，STP 引入了五種端口狀态。

阻塞(blocking) － 該端口是非指定端口，不參與幀轉發。此類端口接收 BPDU 幀來确定根橋交換機的位置和根 ID，以及最終的活動 STP 拓撲中每個交換機端口扮演的端口角色，不發送BPDU。

偵聽(listening) － STP 根據交換機迄今收到的 BPDU 幀，确定該端口可參與幀轉發。此時，該交換機端口不僅會接收 BPDU 幀，它還會發送自己的 BPDU 幀，通知鄰接交換機此交換機端口正準備參與活動拓撲。開始標明根網橋，指定端口和根端口。

學習(learning) － 端口準備參與幀轉發，并開始填充 MAC 位址表。

轉發(forwarding) － 該端口是活動拓撲的一部分，它會轉發幀，也會發送和接收 BPDU 幀。

禁用(disabled) － 該第 2 層端口不參與生成樹，不會轉發幀。當管理性關閉交換機端口時，端口即進入禁用狀态。

端口可以轉換的狀态：

傳統生成樹協定有3個定時器：Hello timer、Forward Delay和Max Age分别代表為

1.Hello timer：發送配置BPDU之間的間隔，預設為2秒

2.Forward Delay：偵聽和學習狀态的持續時間，預設為15秒.這是一個值控制兩個狀态的時間.

3.Max Age：BPDU存儲的時間長度，預設為20秒.如果從收到BPDU開始,20秒内仍未收到BPDU,網橋将宣布儲存的BPDU無效,并開始尋找新的根端口.