生成树详细 原理+算法

生成树，就是解决交换机之间冗余而且避免了广播风暴。

        是一种自动实现机制，可以人为不必干预

        原理： 将环型链路通过某种算法逻辑上生成树型结构，将一个或多个冗余点逻辑上阻断

当实际链路出现故障时，再次启用逻辑上阻断的点，实现容错。

    交换机环路的缺点： 广播风暴， mac地址紊乱， 多帧复制

生成树算法：  分三步

  1, 选择根网桥 （Boor Bridge）

  2，选择根端口 （Boor Ports）  

  3, 选择指定端口 （Designated Ports）

具体实现

  选择根网桥： 交换机的 id  最小

                   交换机的id =交换机的优先级+ 交换机的mac 地址

             

选择根端口：  首先，根端口是在非根网桥上选择

               每个非根网桥上选择一个端口作为根端口

                   其次，选择根端口首先判断非根网桥的端口根网桥的路径成本最低

                            如果路径相同则选择端口连接的对端的网桥id 最小的

                            如果对端网桥id 一样， 则比较连接对端的端口id 最小

                       端口id = 端口优先级+ 端口号   （端口优先级通常是一样的 那么只需比较端口号）

   选择指定端口， 首先再每条连接线上面选则一个端口 作为指定端口

                  根网桥上的端口都是指定端口

                  其次  先比较端口到根网桥的路径成本较低

                  如果相同则比较端口所在交换机的网桥id 值较小的

                  网桥id 也相同则比较端口id 较小的

交换机之间通过发送 BPDU （桥协议数据单元）来交换信息

    BPDU两种类型：  配置 BPDU  用于生成树计算

                     TCN  用于通告网络拓扑变化

    BPDU 主要字段： 包括  根网桥id   根路径成本   发送的网桥id  计时器

   STP 生成树的收敛 ， 就是最后计算达到平衡

    交换机端口的五种状态，  禁用     强制关闭

                            阻塞    只接受 BPDU

                            侦听    构建活动拓扑

                            学习    构建网桥表

                            转发    发动/接受用户信息

   生成树的三种计时器      hello 时间    默认 2s  一次

                            转发延迟时间     默认15s

                           最大老化时间   默认20秒

人为干预，配置生成树的意义

可以实现负载平衡和容错

避免自动运算选出性能比较差的交换机作为根网桥 而使整个网络不稳定

基本的生成树命令

设定交换机sw1 为 vlan 10 的 根网桥  vlan 20 的备用命令

    sw1(config)spanning-tree  vlan 10  root   primary

    sw1(config)spanning-tree  vlan 20  root  secondary

设定交换机sw2 为 vlan 10 的 根网桥  vlan 20 的备用命令

    sw2(config)spanning-tree  vlan 10  root   secondary

    sw2(config)spanning-tree  vlan 20  root   primary