就问你敢不敢看，STP的所有基础知识点，额，我保证真的so easy,

先来首歌，边听边看。

贯穿全文的核心：选举都是比小

一、基础名词了解
1、Bridge ID：优先级+MAC组成（优先级可以修改）

Bridge ID是交换机的唯一标识，用于STP生成树（无环路树型拓扑）计算中的比较，在STP比较中，永远是数值小者获胜。
如果想指定某一台交换机为根桥。通过把它的Bridge Priority配置成同一网段中最小，足以保证它拥有最小的BID，进而赢得Root War。

备注：
一般来说设备加入，最好修改优先级，因为MAC可能会作假，而我们一般需要保证性能最佳的交换机选为根桥，需要修改。

华为：
修改设备的优先级为4096
[HUAWEI] stp priority 4096

修改端口GE1/0/1的优先级为16
[HUAWEI] interface gigabitethernet 1/0/1
[HUAWEI-GigabitEthernet1/0/1] stp port priority 16

2.Path Cost：路径开销，比小。
表示距其它交换机的“远近”。这里“远近”不是物理上的链路长短，而是链路带宽的大小。带宽大的链路，Cost值小；带宽小，Cost值大。

计算公式：
用1000Mbps作分母，除以Mbps作单位的链路带宽值，得到的商就是这条链路的Cost。Cost与带宽之间是简单的反比例关系。
比如：传统的10BaseT链路的带宽是10Mbps，它的Cost就是：1000Mbps / 10Mbps = 100；
快速以太网（Fast Ethernet）和FDDI，带宽是100Mbps，因此Cost=1000 / 100 =10。

备注：
有时候公式计算出来的结果很模糊，所以有了上面的参照图。

3.四项技术指标
（1） Root ID （根桥ID）
（2） Root Path Cost （根路径开销）
（3）. Sender BID （发送桥ID）
（4） Sender Port ID （发送端口ID）

讲个故事来说下到底干什么的。
众所周知，stp里面有两个报文需要我们关注，也就是老板下发命令和发生事故，手底下的人逐步通知给老板怎么回事。

老板总不可能发布什么命令都一个一个的通知职员，这会累死的，所以干脆想了个办法，职员里面选几个拔尖的，叫做根端口，每次通知根端口，反正下面发生了事故的话，根端口通知老板。

老板就是下发配置BPDU，发生事故就是TCN bpdu，这是stp里面的两种协议帧，帧里面携带参数。（参数就是上面说到的四种）

**备注：**配置BPDU：根桥（老板）下发，根端口接收。

TCN bpdu：拓扑发生改变，非根桥（经理）往根桥通知。

二、那么STP怎么收敛？
概括一下：如果面试时候完全可以根据这个进行描述。

1. 选举根桥（一个vlan内只有一个老大，根桥。其余人叫做非根桥）
2. 选举根端口（一个子网段内只有一个小弟中的拔尖人，暂时叫做经理，转发相关的命令，老大发命令-配置BPDU，经理传递下去，底下人出事了-TCN BPDU，经理赶紧通知老大）
3. 选举指定端口（就是业务流量）

备注：
“网段”内两台交换机之间的连接叫做一个“子网段（Segment）”。

有人要问了怎么收敛的？我还是不明白。

别急，我继续说个例子。

（1）、选根桥
首先要选举出一个根桥。选举的依据是：桥ID，低者获胜。假设Switch A，B，C的设备优先级采用默认值32768，那么Bridge ID的大小就取决于它们的MAC，很明显，Switch A具有最低的MAC=AAAA-AAAA-AAAA，成为根桥（Root）。选举根桥的过程被形象地称为“Root War”，胜者为王（Root）。

（2）、选根端口
在激烈的Root War结束后，老大（Root）产生了，接下来是为每个non-Root交换机选举一个根端口（Root Port），根端口是离Root最近的端口（看起来还算公平）。

这好比是一个公司的每个部门（non-Root）都要选出一个经理（Root Port），作为“接口人”与公司老总（Root）联系。老总（Root Port）有且仅有一个，没有副职，如果Root Port因为某种原因（比如链路Down掉）不再继续承担接口人这一角色，那么non-Root启动新一轮的选举程序重新选举一个Root Port。

如图所示，A，B间的网段称为Segment1，B，C间的网段称为Segment2，A，C间的网段称为Segment3。假设A，B，C之间采用相同类型的连接，路经开销（Path Cost，图中简称为Cost）都是19。

Path Cost是端口量，反映了端口连接网络的Cost。
理论上，同一Segment上的端口应该有相同的Path Cost。

例如，Segment1的Cost是19，那么Segment1上的两个端口Switch A的端口1/1，Switch B的端口1/1应该有相同的Path Cost=19。

但正因为Path Cost是端口量，可以在交换机上手动配置。

所以在实际的网络中可能出现同一Segment上的端口的Path Cost值不同的情况。

端口的Path Cost可以根据组网的需要灵活配置，以达到阻断某一端口，使流量走另一端口的目的。

如：在Switch A上配置Port 1/1的Path Cost=19，但在Switch B上的Port 1/1，配置Path Cost=1000，是可以的。

端口发送BPDU中的Root Path Cost是指：从这个端口到达根桥的累计路经开销。Root Path Cost是如何计算的呢？

首先从根桥说起，Switch A被选举为根桥，它的两个端口Port1/1和Port1/2发送BPDU的Root Path Cost=0，这很容易理解，因为根桥上的端口就在根桥上，从它们出发不用什么开销就到达根桥，累计路径开销（Root Path Cost）自然就等于0。

STP的处理中，只有链路被认为有路径开销，交换机被认为没有路径开销，即Path Cost=0。

先看Switch A Port 1/1发出的BPDU，Root Path Cost=0，经过Segment1到达Switch B Port 1/1，Switch B Port1/1收到此BPDU后，将报文中的Root Path Cost=0加上自己的Path Cost=19，作为自己的Root Path Cost=19。

接着B在自己的其它端口发送BPDU，图中是Port 1/2，发送的BPDU的Root Path Cost的值是Switch B上各端口中最小的Root Path Cost加上自己的Path Cost。B的端口上只有Port 1/1上保存的BPDU的Root Path Cost=19，Port 1/2就以这值为Switch B的最小Root Path Cost，加上自己的Path Cost=19，得出Root Path Cost=19+19=38，所以Port 1/2发送BPDU的Root Path Cost=38。

Switch C Port 1/2接收到B发来的Root Path Cost=38的BPDU。
再看Switch C：
首先Switch C Port 1/1接收到A Port 1/2发送来的Root Path Cost=0的BPDU，加上自己的Path Cost=19，得出自己的Root Path Cost=19；
Switch C Port 1/2发送Root Path Cost=19+19=38的BPDU，这一过程和Switch B Port 1/2相同。

到现在为止，Switch A，B，C的每个端口上都保存了自己认为最优的BPDU：

Switch A：
Port 1/1 Root Path Cost=0
Port 1/2 Root Path Cost=0
Switch B：
Port 1/1 Root Path Cost=19
Port 1/2 Root Path Cost=38
Switch C：
Port 1/1 Root Path Cost=19
Port 1/2 Root Path Cost=38

Switch B，C作为non-Root需要在自己的端口中选举一个Root Port，选举的原则是：最小根路径开销（Root Path Cost）。此时Root已经选举出，所以所有端口保存的最优BPDU中的Root Bridge ID相同，选举根端口的第一个决定因素是“Root Path Cost”。Switch B的Port 1/1 Root Path Cost=19，优于Port 1/2的Root Path Cost=38，所以Port 1/1被选举为Switch B的Root Port。
同样，Switch C选举Port 1/1作为自己的Root Port。

（3）选指定端口
为每台non-Root交换机选出Root Port后，接下来要为每个子网段（Segment）选举“指定端口”（Designated Port）。

每个Segment不论有多少个端口，都只选出一个作为Designated Port，用于转发用户流量。这是真正消除环路的步骤，前面的都是铺垫。产生环路的条件是到达同一目的有2条（或2条以上）的路可达，如果一个Segment只有一个端口（Designated Port）作为流量转发的“出入口”，环路必定被消除。

 “条条大路通罗马”在收敛后的STP树中不存在，即使存在物理上的多条通路，STP也会从中选出一条最优的（到Root的距离最短，即Root Path Cost最小），阻塞掉其它的。

图中对于Segment1，有两个端口 Switch A Port 1/1，B Port1/1。

Switch A Port 1/1：Root Path Cost=0
Switch B Port 1/1：Root Path Cost=19
很明显，Switch A Port 1/1距离根桥（Root）的距离更短，Segment1选择它作为Designated Port，所谓近水楼台先得月。
Switch B Port 1/1在竞选Segment1的Designated Port的过程中失利了，但也不必太伤心，因为至少已经有了一份“省长”的工作（Switch B的Root Port），STP会保证它Forwarding，不用担心自己既不是Root Port，又不是Designated Port（失业了）而惨遭Blocked的命运。

Segment3：
对于Segment3，也是同样道理，Switch A Port 1/2被选择作为Designated Port。

Segment2：
为Segment2选举Designated Port，情况变得稍微复杂些。
Segment3上有两个端口 Switch B Port 1/2和Switch C Port 1/2。Switch B Port 1/2计算自己的Root Path Cost=38，Switch C Port 1/2计算自己的Root Path Cost=38。

B Port 1/2收到的C Port 1/2发来的BPDU中，4项技术指标的前两项与自己的相同（前两节打成平局），接下来比较第3项“Sender BID”。

B Port 1/2发现自己的Sender BID=BBBB-BBBB-BBBB，Switch C Port 1/2发过来的BPDU的Sender BID=CCCC-CCCC-CCCC，比自己的高，自己的是最优的，所以把接收到的丢弃。等待2*Forward Delay时间后，如果仍没有收到更优的BPDU，自己就是Segment2的Designated Port了，进入Forwarding状态；
Switch C Port 1/2接收到Switch B Port 1/2发来的BPDU中，Sender ID=BBBB-BBBB-BBBB，比自己的Sender BID=CCCC-CCCC-CCCC优。这种情况下，Switch C Port 1/2有理由为自己的处境感到担忧，因为作为既不是Switch C的Root Port，又不是Segment2的Designated Port的它，接下来将被Block。虽然残酷，但STP也没有办法，如果放任C Port 1/2 Forwarding，环路就产生了，消除环路是STP的天职。

但C Port 1/2也不是从此就永无出头之日，一旦拓扑发生变化，C Port 1/2的机会可能就来了。像直连端口Down掉这种拓扑变化，设备能明显感知，处理起来相对容易些。如果无法明显感知，比如Switch B和C之间连了一个Hub，B Port 1/2 Down掉，C Port 1/2无法明显感知，C Port 1/2唯一能感知的是B Port 1/2不再持续发送（导致自己Block的更优的）BPDU了。

这种情况下，经过Max Age，保存在C Port 1/2的更优的BPDU将老化掉。

C Port 1/2将复出，参加新一轮的Segment2 Designated Port选举，并理所当然的胜出。

三、最后说下定时器
Hello Time，Forward Delay，Max Age

具体解释下：
1、Hello Time
是交换机发送Configuration BPDU的时间间隔。
也就是说老大（根桥）定期会发布命令给经理（根端口），当业务正常运转时候，所有的非根桥都定期接受老大的命令，然后通过根端口发送出去命令。（默认2S发一次）

2.Forward Delay：侦听和学习状态的持续时间，默认为15秒.这是一个值控制两个状态的时间。

3.Max Age：BPDU存储的时间长度，默认为20秒.如果从收到BPDU开始,20秒内仍未收到BPDU,网桥将宣布保存的BPDU无效,并开始寻找新的根端口。

最后

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