STP --- 生成树协议

冗余
线路冗余
设备冗余
网关冗余
UPS冗余

二层环路引发的问题
1.广播风暴 --- 广播帧在二层环路中会形成顺时针和逆时针两重环路，无限循环，最终将导致设备宕机，最终导致网络瘫痪
2.MAC地址表的翻摆（MAC地址表的漂移）---- 因为循环的存在，导致MAC地址表不断刷新，消耗设备的资源
3.多帧复制

生成树 --- 在二层交换网络中，逻辑上阻塞部分接口，实现从根交换机到所有节点的最短路径且为最优路径，生成一个没有环路的树形结构。当个别链路发生故障时，可以开启个别阻塞端口，形成备份链路

802.1D --- STP --- 生成树

PVST，PVST+ --- 思科的私有协议
802.1W --- RSTP --- 快速生成树
802.1S --- MSTP --- 多生成树

802.1D --- STP ---生成树

BPDU --- 网桥发送的数据包

配置BPDU，TCN BPDU

协议版本ID --- 802.1D ---- 0
                        802.1W ---- 2
                        802.1S ---- 3

Flag --- 8位 --- 在802.1D中，只启用两位，最高位（TCA位）和最低位（TC位）

根网桥ID --- 在802.1D中，一个交换网络只生成一颗树，只有一个根网桥，所以，这个根网桥ID就是为根的网桥的ID
根路径开销 --- RPC --- 发送配置BPDU的接口到达根网桥的开销值
网桥ID ---  每一台交换机的身份标识
          8个字节 --- 2个字节 --- 优先级
                             6个字节 --- MAC地址 ---- 如果交换机只有一个MAC地址，则直接使用这个MAC地址作为网桥ID中的MAC地址，但是，如果一台设备存在多个MAC地址，则将选择数值最小的MAC地址作为该MAC地址
接口ID --- 区分一台交换机的不同接口
          2个字节 --- 前4位 --- 优先级
                             后12位 --- 厂商定义的接口标识
以上四个参数，将参与生成树角色的选举

消息寿命 --- 每经过一次交换机的转发，数值加1。该参数存在一个最大值 --- 20

TCN BPDU
字节数                     字段                                描述
2                           协议ID                           对于stp而言，该字段的值总为0
1                        协议版本ID                       对于stp而言，该字段的值总为0
1                        BPDU类型                       指示本BPDU的类型，若值为0x00，则表示本报文为配置BPDU；若值为0x80，则本报文为TCN BPDU

配置BPDU --- 只有根网桥可以发送，在交换网络初始状态，所有交换机都认为自己是根网桥，之后，发送配置BPDU，通过里面的参数，进行角色的选举。之后，选举出根网桥，所有非根网桥将不再发送配置BPDU，仅接收根网桥发送的配置BPDU，周期2s，max age 20s 
TCN BPDU --- 本地交换链路发生故障后，STP重新收敛，为了加快刷新全网交换设备的MAC地址表，将向本地所有STP接口发送TCN BPDU，邻居设备收到后，将先回复TCA标记位置1的配置BPDU，进行确认，之后，将TCN BPDU逐级上报到根网桥处。根网桥收到后，再逐级下发TC位置1的配置BPDU。当设备收到TC位置1的BPDU后，会临时将MAC地址表300s的老化时间修改为15s

角色选举
             根网桥（RB）
             根端口（RP）
             指定端口（DP）
             非指定端口（NDP）

根网桥 --- 在802.1D中，一个交换网络中，仅生成一棵树，仅需要选择一个根网桥
          选举方法 --- 比较配置BPDU中的BID
          BID --- 前2个字节 --- 优先级 --- 0 - 65535 --- 0 - 61440，初始默认值：32768
                        （前4位（优先级）和后12位（拓展系统ID --- 802.1S））--- 前4位优先级中，每一位代表4096。 --- 在修改优先级时，必须按照4096的倍数来进行修改。
                      后6个字节           
          先比较BID中的优先级，优先级是越小越好，如果优先级相同，则将比较MAC地址，MAC地址1越小越好

根端口 --- 每一台非根网桥需要选择一个距离根网桥最近的接口作为根端口，其主要目的是接收根网桥发出的BPDU

华为设备默认支持以上三种标准，默认使用的802.1t标准
[Huawei]stp pathcost-standard

          1.比较接口接收到根网桥发出的BPDU时的开销值
          2.比较接口对端设备的BID，选择BID更小的设备所对应的接口为根端口
          3.如果对端的BID也相同，则比较对端的PID，取PID小的对应的接口为根端口
          4.如果对端的PID也相同，则比较本端的PID，取PID小的接口为根端口
          PID --- 2个字节 --- 前4位 --- 优先级 ---- 每一位代表16，取值范围为0-240
                                         后12 位 --- 厂商定义的接口标识
          先看优先级，优先级越小越优；如果优先级相同，则比较厂商标识，标识也是越小越优
                                         

指定端口 --- 在每一条链路上，有且仅有一个端口，作为转发来自根网桥的BPDU
          1.比较接口发出时的RPC，选择小的作为指定接口
          2.如果开销值相同，则将比较所在设备的BID，选择BID小的设备的接口为指定端口
          3.如果所在设备的BID相同，则比较端口的PID，选择PID小的作为指定端口
          4.若本端的PID也相同，则该接口直接阻塞

非指定端口 --- 所有没有角色的端口都是非指定端口，非指定端口需要被阻塞

接口状态
1.禁用 --- 1.接口关闭；2.接口禁用生成树
2.阻塞 --- 只能侦听别人发送的BPDU，其他的都能干 --- 所有接口进入的第一个状态 --- 在初始收敛时，所有接口都不发送配置BPDU，则将等待20s，最大寿命（20s）时间到达，则进入到下一个状态
3.侦听 --- 角色选举的状态，可以收发和侦听BPDU，但是不能转发业务流量和学习MAC地址。 --- 停留一个转发延迟的时间（默认15s）之后，进入到下一个状态
   注意：15s时间目的是为了让所有的角色选举完成，避免出现临时环路。角色选举完成后，只有根端口和指定端口会进入到下一个状态，非指定端口会退回到阻塞状态
4.学习 --- 停留一个转发延迟时间 --- 设计者设计学习状态是为了减少未知单播的泛洪
5.转发 --- 可以收发和侦听BPDU，可以收发业务数据帧，可以学习MAC地址

802.1D生成树收敛时间 --- 30s或50s

首次收敛 --- 50s
结构突变：1.根桥故障 --- 50s
                 2.直连链路故障 --- 30s
                 3.非直连链路故障 --- 50s

生成树的配置
1.选择生成树模式
[sw1]stp mode ?
  mstp Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) mode ---- 华为设备默认使用MSTP
  rstp Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) mode
  stp Spanning Tree Protocol (STP) mode

2.开启生成树
[sw1]stp enable --- 华为默认开启
[sw1]display stp --- 查看生成树的信息

3.修改BID中的优先级，干涉选举
[sw1]stp priority 28672 
[sw1]display stp brief --- 查看生成树接口信息
[sw1]stp root primary --- 将一台设备设置为主根 --- 相当于将BID中的优先级修改为0
[sw2]stp root secondary --- 将一台设备设置成为备份根 --- 相当于将BID中的优先级修改为4096