路由交换04-----STP

路由交换-----STP

STP协议（生成树协议）逻辑上断开环路，防止二层网络的广播风暴的产生。
为什么需要STP协议？
假设有这样一个拓扑:

现在PC1ping网关192.168.1.3，而这个网关是不存在的,同时在LSW2上进行抓包。

可以看到这个网络里现在充斥着大量的重复包，形成了广播风暴，这种时候交换机的性能急剧下降，因为从PC1出去的包在LSW2上没有找到目标地址的MAC地址，这时交换机会将这个单播帧向除了源端口之外的其它端口转发，转发到其它交换机上，其它的交换机又会重复这个步骤，使得这个网络形成了环路，导致广播风暴，这时就引入了STP协议。

STP的作用

• 消除环路，通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。
• 链路备份：当活动路径发生故障时，激活备份链路，即使恢复网络的连通性。

根桥选举
在STP网络中，会存在一个交换机为根桥，其他的交换机为非根桥，根桥是STP网络的逻辑中心，当根桥出现故障时，非根桥之间会交互BPDU信息并重新选举根桥。

在STP中有三种端口角色：根端口、指定端口、预备端口。
根端口：非根桥去往根桥路径最短的端口。
指定端口：是指所连网络转发配置BDPU的端口，根桥的每个端口都是指定端口。
预备端口：一个端口不是跟端口也不是指定端口，俺么这个端口就是预备端口，预备端口是被阻塞的。

根桥选举的依据是桥ID，桥ID是由桥优先级和MAC地址构成的，默认的桥优先级是32768，优先级的数值越小越优先也最容易被选举为根桥，如果优先级相同那么就比较MAC地址，MAC地址有效越优先。
默认情况下，每个交换机默认自己是根桥，然后通过指定端口向外发送BPDU报文，然后收到BPDU报文的交换机会将报文里的桥ID与自己的比较，相互比较之后选举出根桥。

根端口选举
每个非根桥都要选举一个根端口，即距离根桥最近的那个端口。选举根端口的过程是：

• 非根交换机到根桥的链路开销。
• 如果开销一样，比较上一级发送者的桥ID，选出发送者桥ID最小的对应端口。
• 如果上一级发送者桥ID一样就比较发送端口的优先级，选出优先级最小的对应端口。
• 如果发送端口的优先级也一样，再比较发送端口的端口号。

指定端口选举
指定端口就是发送BPDU报文的端口，指定端口的选举是这样的：

• 首先比较路径开销，开销最小的为指定端口。
• 如果开销相同比较端口所在交换机的桥ID，桥ID最新的端口选举为指定端口。
• 如果桥ID比较不出来接着比较端口ID，端口ID最小的选举为指定端口。