STP - 生成树协议

端口协商参数：
    speed - 速率；  
    duplex - 双工模式
               半双工 - 同一时刻，只能收或者发；
               全双工 - 同一时刻，可以同时收和发；
建议：
    不同类型的设备之间进行互联链路时，需要手动指定速率和双工
 传统交换网络存在的问题：
       单点故障
        
解决方案：
       增加冗余链路
       增加冗余设备
搞清楚环路是如何形成？
 随之而来的问题：
       数据转发环路；
       产生环路的数据，会不断的在网络中进行传输，从而消耗
       网络中链路资源和设备资源；
解决方案：
    在交换机上运行 STP 协议；   
        
-------------------------------------------------------        
STP  - 生成树协议； （802.1D）
      
    -作用
        存在冗余链路的情况下，实现环路的防护；
    -实现  
        BPDU - 桥接协议数据单元    
        
    -分类
      PVST \ RSTP  \ MSTP  
    
工作过程：
1、确定交换机角色
       根交换机
       非根交换机
          原则：比较每个交换机的 BID（桥ID），越小越好；
               组成：
                    优先级+MAC
                        优先级 - 默认是32768
                        MAC - 交换机的主板MAC（基MAC）
                               - 查看命令：show version  
                 
2、确定端口角色
   根端口 - 每一个非根交换机只有一个距离根交换机最近的口
   指定端口 - 每一个“冲突域”中都存在一个距离根交换机最近的口
   非指定端口- 其他所有端口，都叫做非指定端口    
    
    如何表示“距离” ？
        在 STP 中，通过　cost　表示一个路径的距离；
        对于某些链路，均有默认的 cost 值：
            10M - cost 100 ；  
            100M - cost 19 ;  
            1G - cost 4 ;
            10G - cost 2 ;
    BPDU -  
      Root-ID   //表示根交换机是谁；
      Cost      //表示发送该BPDU的交换机到达 根交换机 的距离
      BID       //表示发送该BPDU的交换机的名字；
      Port-ID   //表示发送方交换机是在哪个端口发送出来的；
                   -组成：
                       端口优先级.端口号
                          -优先级默认值为 128 ；  
 
    
3、确定端口状态
    disable     // 相当于shutdown，此时端口不能使用；
    listening   //侦听，该状态侦听的是BPDU，用于确定端口角色
    learning    //学习，该状态学习的是MAC,形成MAC地址表；
    forwarding  // 转发， 即端口的最终转发状态；
        （根端口 、指定端口）
    block       // 阻塞，此时的端口是不可以发送数据的；
        （非指定端口）    
 
-------------------------------------------------------        
修改交换机的 STP 优先级：
     SW2(config)#spanning-tree vlan 1 priority 0         
 
     导致的结果，此时网络中的“根交换机”由 SW1 变成了 SW2 ；  
 
     注意：
         当我们修改交换机的优先级的时候，发现问题：
          
SW2(config)#spanning-tree vlan 1 priority 1
% Bridge Priority must be in increments of 4096.
% Allowed values are:
  0     4096  8192  12288 16384 20480 24576 28672
  32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440          
          
 
    即：交换机的 STP 优先级必须得是 4096 的倍数；
 
-----------------------------------------------------------    
开启一个 VLAN 的 STP 协议：  
    默认情况下，交换机为每个 VLAN 打开了 STP ；  
    想关闭：
         no spanning-tree vlan 200
    验证：
         show spanning-tree  
    
    
    
交换机如何区分不同 VLAN 的 BPDU ：
    我们使用 BID 中的 2 个字节的优先级中的 低12 bit 作为
    vlan 号 ；
    
    由此得出：
        前面2个字节的优先级字段，真正用来表示优先级的，仅有4
        bit ； 所有呢，优先级只能有 16 个 ；  
        但是，在表示优先级数值的时候，后面的12bit，都必须算上
        同时，必须是0；
        即，每个交换机的 STP 的优先级，都是 2的12次方的 0-15
        倍数，即 4096的倍数；
 
===============================================================================
 LAN中存在的一个问题
  单点故障
   
  解决方案： 增加冗余的链路或者设备
 
 STP
  -生成树协议；
 - 作用： 网络中存在冗余链路的时候，防止 局域网 环路；
     默认情况下，STP是开启的 ；
   终极目标：
    在LAN中，保证任何两个通信终端之间永远只有一个最短～无环 的转发路径;
    -分内：
   STP---> pvts ---> RSTP --->  MSTP
   -报文：
   BPDU - 桥接协议数据单元     
   --工作过程
   1.确定交换机角色
           根交换机- 一个VLAN/LAN有且只有一个根
         非根交换机 -- 除了根，其他都叫非根交换机
    选举原则：
           比较BID，越小越好；NID组成组成：优先级+MAC
               优先级 - 默认是32768
        MAC - 交换机的主板MAC（基MAC）
 
  2 ，确定端口角色
      根端口 - 非根交换机上，有且只有一个，距离根交换机最近的，端口
    指定端口 - 每一个“冲突域”中，有且只有一个，都存在一个距离根交换机最近的端口
    非指定端口 -  其他端口，都是非指定端口