为何会需要stp？

因为二层交换网络中可能出现环路，环路上的设备在进行泛洪的时候，会导致广播风暴；广播风暴对网络的影响非常大，会严重消耗设备 资源及网络带宽，导致网络正常的数据转发出现停滞甚至失败。

特别的，当因环路导致需要通过泛洪学习的MAC地址在两个端口间来回绑定的现象，叫做MAC地址漂移。

何为stp？

STP：Spanning-tree protocol

STP能够在网络中存在二层环路时，通过阻塞特定端口从而打破环路，并在网络出现拓扑变更时及时收敛，以保证网络的冗余性。

stp如何工作？

stp通过在同一个广播域中的开启了stp功能的交换机互相发送和接受BPDU报文，通过BPDU报文中的内容，进行Root节点的选举、根端口RP的选择、指定端口DP的选举,非指定端口的阻塞，来消除环路的。

BPDU报文内容，以及其作用 ？

网桥协议数据单元 Bridge Protocol Data Unit
依赖BPDU报文的泛洪，使得STP能够正常工作。

当网络初始化时，同一个广播域中的交换机开始发送BPDU报文，也接收其它交换机发送的BPDU报文。当网络信息通过BPDU报文在广播域中同步完毕后，开始进行Root选举，当选举出来Root交换机后，其他交换机不会再发送BPDU报文，只会接受BPDU报文和中继BPDU报文，而Root交换机将会继续发送BPDU报文。

BPDU报文中的字段内容：
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其中比较重要的字段有根ID、路径开销、桥ID、端口ID，下面一一介绍这四个字段：

  1. 根ID：即广播域中选举出来的根路由器的ID；桥ID：即广播域中其他非根路由器的ID。

根ID和桥ID都是BridgeID，BridgeID一共8字节，前两个字节是优先级，后6字节是MAC地址。
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当广播域进行Root节点选举的时候 ，首先比较优先级，优先级数值越小，优先级越高，默认优先级为32768，且配置时以4096的倍数配置；如果优先级相同，则比较MAC地址，Mac地址小的为Root节点。

当然，在进行端口选举的时候 ，也会看BridgeID，比较顺序为：Root BridgeID 》路径开销》发送桥ID》端口ID

  1. Path Cost：路径开销

路径开销是一个端口量，跟接口带宽有一定关系。

端口带宽和开销的关系：
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注意根节点的端口不算开销。
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可以看到，从根节点发送出来的BPDU报文开销为0，当穿过一个中继之后，开销加上了中继节点上的如接口的开销。

  1. Port ID：

端口ID（2字节）= 端口优先级（1字节）+ 端口编号（1字节）
端口优先级默认128，范围0-255，越小越优先：
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介绍完了上面的几个重要属性，我们下面来看看STP如何运行：

  1. 每个广播域选择一个根桥（Root Bridge），其实就是选择一台交换机
  2. 每个非根桥上选择一个根端口（Root Port）：
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  3. 每个段（segment)选择一个指定端口（Designated Port),段即为两个交换机之间的连接，根桥的所有端口都是指定端口，不会被阻塞。
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  4. 选出非指定端口（NonDesignated Port, 将会被阻塞）
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下面使用华为的eNSP进行模拟操作，先介绍一下简单的命令：

基础配置 ：

指定生成树协议类型STP/RSTP/MSTP
stp mode {stp| rstp} //默认时MSTP

配置交换机优先级
stp priority //默认32768

指定交换机为根桥
stp root primary // 实际上是将交换机的优先级设计为0

指定交换机成为次根桥
stp root secondary // 事实上是将交换机的优先级 设置 为4096

启用生成树协议
stp enable // 默认处于disable状态

配置端口STP优先级
interface g 0/0/24
stp priority

配置端口路径的开销
interface g 0/0/24
stp cost

查看stp摘要信息
display stp brief

我们先在拓扑界面上搭建如下拓扑：

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我们使用LSW1作为Root节点，LSW2作为从节点：

LSW1配置：
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LSW2配置：
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LSW3配置：
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配置完成后，我们使用dis stp brief查看stp摘要信息：

LSW1：
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可以看到，LSW1作为根节点，两个端口都是DP端口，而且状态都为转发模式，这个模式说明端口工作正常。

LSW2：
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可以看到，LSW2作为从节点，有一个根端口和一个选定端口，都为转发模式。

LSW3：
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可以看到LSW3有一个端口为根节点，处于转发模式，另外一个端口处于阻塞模式。

下面补充说明一下端口的状态：
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端口状态转换流程：
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Q.E.D.