生成树协议STP
生成树技术背景
交换机单链路上行，存在单点故障，线路和设备都不具备冗余性。
任何一条链路或者设备故障，网络将面临断网。
冗余拓扑能够解决单点故障问题。
但是冗余拓扑带来了二层环路问题。
实际网络环境中，经常产生二层环路从而引发网络故障。
网络中若存在二层环路，一旦出现广播数据帧，这些数据帧将被交换机不断泛洪，造成广播风暴。
广播风暴对网络危害非常大，将严重消耗设备CPU资源及网络带宽，需要格外注意。
序播风暴现象：网络慢准所有指示灯高速闪烁CPU使用率高、CLI卡顿。
PC发送数据帧给Server
SW3没有目的MAC表项，于是将数据帧进行泛洪
SW1和SW2都收到这个帧并学习源MAC，同时将数据帧进一步泛洪
SW3将从GE0/0/1和GE0/0/2都收到这个帧并学习源MAC，更新MAC地址表
STP基本概念
采用生成树(Spanning-tree)技术，能够在网络中存在二层环路时，通过逻辑阻塞(Block)特定端口，从而打破环路，并且在网络出现拓扑变更时及时收敛，保障网络冗余性。
在网络出现拓扑变更时及时收敛，保障网络冗余性。
防止环路，保证网络冗余性。
网桥ID(Bridge lD)
桥ID一共8个字节，由2个字节优先级和6个字节的MAC地址构成。
桥优先级默认为32768，可以手工修改。
MAC地址为交换机背板MAC。
优先级越小越优先。
路径开销(Path Cost)
路径开销是一个端口量，是STP/RSTP协议用于选择链路的参考值。
端口路径开销的默认值及取值范围由选定的路径开销算法决定，路径开销与端口带宽成反比。
华为设备路径开销标准有：802.1d-1998、802.1t及私有的legacy，默认为802.1t标准。
STP选举操作
- 确定一个根桥(Root Bridge)【选优先级和MAC地址最小的网桥】
- 确定其他网桥的根端口(Root Port)【非根桥的端口到根桥最近的端口】
- 每个段选择一个指定端口(Designated Port)【先选指定桥，指定桥上为指定端口】
- 选出非指定端口(NonDesignated Port)
此处优先级一样，所以选择mac地址最小的0001为root根桥
SW2和SW3要选择根端口，我们根据刚刚的表，100M为19,10M为100，所以19最小，而黄点表示的就是根端口
（19）（19+100）
指定端口DP，根端口RP
绿色是DP。黄色是RP。
先选指定桥，指定桥上的接口就是指定端口
最后选择出阻塞端口
根桥上的端口都是指定端口
先看路径开销，再看桥ID，（pri，mac），就能选出指定桥和指定端口。
几种生成树协议
生成树协议：802.1d STP (慢，拓扑收敛需要30-50s)
快速生成树协议802.1W RSTP (快，6s内完成收敛)
多生成树协议802.1 SMSTP (实现多个VLAN负载均衡）
AI回答
生成树协议（STP）是一种用于在以太网网络中防止环路并确保冗余链路可靠性的协议。其基本原理是通过选择一个根交换机，并在网络中的各个交换机之间建立一棵生成树，从而实现环路的消除17。STP的主要作用是在有环路的网络拓扑中，阻塞一个或多个接口，使该环状拓扑结构变成一个无环的树型拓扑结构2。这种机制可以解决核心网络链路备份、路径优化、剪裁冗余环路和因冗余链路形成的物理环路导致的"广播风暴"等问题3。
STP协议的工作原理包括生成树、端口状态、配置协商等机制10。它通过在交换机之间周期性发送BPDU（桥接协议数据单元）来发现网络上的环路并阻塞有关端口断开环路25。STP定义了根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路径开销(Path Cost)等概念，通过构造一棵无环的树的方法达到防止二层网络的广播风暴的目的28。
在配置STP时，需要考虑的因素包括配置环网中的设备生成树协议工作在STP模式、配置根桥和备份根桥设备、配置端口的路径开销值以实现将该端口阻塞，以及使能STP以实现破除环路9。此外，STP的路径开销控制方法须谨慎使用，手动指定端口的路径开销可能会生成次优生成树拓扑21。
STP协议是数通的基本特性，不仅适用于交换机，也适用于路由器、WLAN等产品19。它的存在极大地提高了网络的可靠性和稳定性，避免了因环路导致的广播风暴、MAC地址表震荡等问题26。
