STP 就是網絡里的“紅綠燈”和“自動斷路保險絲”它的核心任務就是在一堆連接成環的交換機中邏輯上“掐斷”一條路把環形拓撲修剪成一棵無環路的樹形拓撲防止數據包在網絡里“鬼打墻”無限循環。本博客將總結梳理STP原理與配置。文章目錄一、為什么必須要有 STP—— 沒有它的世界“一秒崩”1、廣播泛濫2、MAC 地址漂移二、STP 選舉全流程——全程奉行“越小越優”1、第一步選“根橋”Root Bridge—— 全網的老大2、第二步選“根端口”Root Port—— 每臺非根橋交換機上唯一的“上通路”1比較到達根橋的“根路徑開銷”開銷越小越優。開銷默認與帶寬成反比千兆開銷 4百兆 19。2如果開銷相同比較對端交換機的橋 ID越小越優。3如果對端橋 ID 也一樣比如兩臺交換機用兩條線互聯比較對端端口 ID端口優先級 端口編號越小越優。4如果還分不出來比較本端端口 ID。3、第三步選“指定端口”Designated Port—— 每條鏈路上的“上通路”三、端口狀態機——從“暗戀”到“結婚”的 50 秒四、STP 的改良版——RSTP快速生成樹1、端口角色細分2、邊緣端口Edge Port3、P/A 機制提議/同意五、MSTP多生成樹—— 華為 HCIP 必考重點六、HCIP 常見考點與避坑指南1、設備重啟/網絡升級后數據要等多久才通2、TC-BPDU 拓撲變更機制3、根橋位置一定要規劃好4、保護功能要加上防網絡震蕩七、總結1、口訣2、核心總結一、為什么必須要有 STP—— 沒有它的世界“一秒崩”在沒有 STP 的環狀網絡中比如兩臺交換機連了兩根線只要一開機廣播風暴瞬間產生1、廣播泛濫一個廣播包比如 ARP 請求被交換機 A 發到交換機 BB 又發回 AA 再發回 B……瞬間復制出海量數據包幾秒內就把帶寬占滿網絡直接癱瘓。2、MAC 地址漂移同一個 MAC 地址一會兒從端口 1 學到的一會兒又從端口 2 學到的。交換機 CPU 忙于刷新 MAC 表導致設備宕機。比喻就像一群人圍成一個圈傳話第一個人說“你好”傳給第二個第二個傳給第三個……傳回第一個人時他又說一句“你好”結果圈子里全是重復的聲音誰也聽不清。STP 的作用自動阻塞環路上的某一個端口把“物理上的環”變成“邏輯上的樹”。如果主路斷了阻塞端口會自動打開實現高可用。二、STP 選舉全流程——全程奉行“越小越優”請注意這里的選舉規則和 OSPF 的 DR 選舉越大越優完全相反。在 STP 里數值越小的越優記住這個原則下面的流程就順了。1、第一步選“根橋”Root Bridge—— 全網的老大選舉規則比較 橋 IDBridge ID。橋 ID 橋優先級16 位 MAC 地址48 位。規則先比優先級默認都是 32768數字小的贏如果優先級相同MAC 地址小的贏。口訣“根橋選老大優先級低當家相同看 MAC越小越稱霸”你可以在配置中修改優先級讓特定性能最強的交換機當選# 修改優先級為 4096一定要比默認的 32768 小不然改了個寂寞stp priority4096更專業的偷懶命令stp root primary系統自動把優先級設為 0穩當根橋。2、第二步選“根端口”Root Port—— 每臺非根橋交換機上唯一的“上通路”目的每臺非根橋交換機都要選出一個離根橋最近的端口作為通往根橋的唯一路徑。選舉規則1比較到達根橋的“根路徑開銷”開銷越小越優。開銷默認與帶寬成反比千兆開銷 4百兆 19。2如果開銷相同比較對端交換機的橋 ID越小越優。3如果對端橋 ID 也一樣比如兩臺交換機用兩條線互聯比較對端端口 ID端口優先級 端口編號越小越優。4如果還分不出來比較本端端口 ID。比喻村里所有人都要去村長家根橋每個人都得找到離村長最近的一條路走到村口根端口。3、第三步選“指定端口”Designated Port—— 每條鏈路上的“上通路”目的每一條鏈路上都需要選出一個端口負責轉發。選舉規則比較兩個端口各自的“到達根橋的開銷”開銷小的成為指定端口。如果有一條鏈路的兩個端口開銷相同那就比對端橋 ID小的贏。STP 結果既不是“根端口”也不是“指定端口”的那個端口就會被阻塞Alternate/Discarding 狀態。三、端口狀態機——從“暗戀”到“結婚”的 50 秒傳統 STP 為了防環端口從開啟到轉發數據要經歷 5 個狀態必須記牢狀態收 BPDU發 BPDU學 MAC轉發數據比喻Disabled禁用????被管理員拉黑了Blocking阻塞????暗戀只偷看信息不表白Listening偵聽????約會互相了解確定角色Learning學習????試同居記 MAC 地址準備正式干活Forwarding轉發????結婚正常收發數據關鍵時間默認 阻塞(20s) 偵聽(15s) 學習(15s) 50秒 才能收斂。HCIP 必考題傳統 STP 收斂時間是 30~50 秒四、STP 的改良版——RSTP快速生成樹傳統 STP 太慢了網絡掛了要等 50 秒才切通這在現在的企業網絡里根本無法接受。于是有了 RSTP802.1w收斂時間縮短到 1-2 秒。RSTP 的核心改進考點的精髓1、端口角色細分增加了 備用端口Alternate 和 備份端口Backup。阻塞的端口不再“傻等”而是時刻監聽鄰居狀態。2、邊緣端口Edge Port連接電腦的端口一插上就直接進入轉發狀態不參與 STP 計算極大提高設備上線速度。3、P/A 機制提議/同意這是 RSTP 最大的黑科技兩條交換機互聯時通過“握手”直接快速切換不需要等那 50 秒計時器。BPDU 不再是單純被動的“心跳包”而是帶上了請求/回復標記。配置命令# 模式改成 RSTPstp mode rstp# 把連接電腦的端口設為邊緣端口加速開機interface GigabitEthernet0/0/1 stp edged-portenable五、MSTP多生成樹—— 華為 HCIP 必考重點前面說的 STP 和 RSTP雖然能破環但都只有一個樹一棵樹管所有 VLAN。如果全網所有 VLAN 的流量都走一條路徑那條路會非常擁堵MSTP多生成樹實例就是把“一棵樹”變成“多棵樹”。核心思想把多個 VLAN 映射到一個“實例Instance”里。效果比如實例 1 處理 VLAN 10阻塞鏈路 A實例 2 處理 VLAN 20阻塞鏈路 B。優點VLAN 10 走 A 路VLAN 20 走 B 路。不僅破了環還實現了負載分擔 這也是企業交換機默認使用的模式。六、HCIP 常見考點與避坑指南1、設備重啟/網絡升級后數據要等多久才通默認 STP30~50 秒。如果忘開邊緣端口你插個電腦都要等 30 秒才能上網RSTP/MSTP開啟邊緣端口后電腦秒通。2、TC-BPDU 拓撲變更機制當網絡拓撲變了比如交換機重啟交換機會發送 TC-BPDU通知其他交換機快速刷新 MAC 地址表否則老的表項會指向錯誤端口。3、根橋位置一定要規劃好不要默認讓性能差的舊交換機當根橋。一般把核心層交換機強行配置為 stp root primary。4、保護功能要加上防網絡震蕩BPDU 保護邊緣端口如果收到了 BPDU說明有人亂接交換機直接關閉該端口防止網絡癱瘓。根保護防止有人私接更高優先級的交換機導致根橋被搶網絡震蕩。七、總結1、口訣STP 選路看數字越小越優記清楚。根橋 ID 最小當開銷決定誰轉發。阻塞監聽加學習五十秒后變轉發。RSTP 加邊緣一秒閃通才像話。MSTP 多實例負載分擔全靠它2、核心總結STP/RSTP 是為了“防環”MSTP 是為了“防環且不浪費帶寬”。