是什么是STP?
生成樹協議（STP）是一種為了解決企業網三層架構，二層橋接環路的類似于廣播風暴的一系列問題的一種演算法；而生成樹是一種結構，是在一個二層交換網路中，生成一棵樹型結構，邏輯的阻塞部分介面，使得從根到所有的節點僅存在唯一的路徑；當最佳路徑故障時，自動打開部分阻塞埠，來實作線路備份的作用；在解決這些問題的時候，我們把生成樹的路徑盡量做到最短，即星型結構，
這一系列問題包括：
- 廣播風暴;
- MAC地址表翻滾 —在一臺交換機上，同一個MAC地址只能映射唯一的介面；但同一個介面可以映射多個不同的MAC地址；
- 同一資料幀的重復拷貝;
- 以上3個條件最終導致設備作業過載，導致重啟保護，
stp主要分為6類：802.1D,PVST,PVST+,RSTP(CISCO),RSTP(802.1W),MSTP(802.1S).
這6類的關系如下：
下面來詳細的介紹一下這幾個stp，首先說說802.1D.
802.1D在交換機間使用BPDU—橋協議資料單元 – 交換機間溝通互動收發的資料配置BPDU—只有根網橋可以發送，在交換網路初始狀態時，所有交換機均定義本地為根網橋，進行BPDU的發送；使得網路中所有交換機均收到其他設備的BPDU，之后基于資料中的引數進行比對，選舉出根網橋；再所有非根網橋不再發送BPDU，而是僅接收和轉發根網橋的BPDU，周期2s發送，hold time 20s，本地交換機鏈路故障后，STP重新收斂，為了快速重繪全網所有交換機的MAC表，將向本地所有STP介面發送TCN（標記位中的TCN位置1），鄰居交換機收到TCN后，先標記為ACK位為回復，用于可靠傳輸訊息；之后將TCN逐級轉發到根網橋處，由根網橋回復TC訊息來逐級回復到所有交換機；使所有交換機臨時將MAC表的老換時間修改為15s（默認的，轉發延時），所以，在一個生成樹中，最主要的就是進行選舉，
1.根網橋的的選舉（在一棵生成樹實體中，有且僅有一臺交換機為root）：
BPDU中的 橋ID（網橋優先級，默認32768 + MAC地址）來決定， 先比較優先級，會選舉優先級小的； 若優先級相同，比較mac，選舉mac值小的，
2.根埠的選舉（在每臺非根網橋上，有且僅有一個介面）：
（1）比較從根網橋發出后，通過該介面進入時的cost值，選舉cost值小的；
（2）若cost值相同，則比較該介面對端設備的BID，選舉BID小的；
（3）若cost值相同，該介面對端設備的BID也相同，則比較該介面對端設備的介面的PID（埠號），選舉PID小的；
（4）若前面三者都相同，則比較本地PID，還是選舉PID小的，
3.指定埠的選舉（在每一段存在STP的物理鏈路上，有且僅有一個,默認根網橋上所有介面為指定埠）:
(1)比較從根網橋發出后，通過該介面進入這段鏈路時的cost值,選舉cost值小的;
(2)若cost值相同，則比較該介面本地設備的BID，選舉BID小的；
（3）若本地BID相同，則比較本地的PID，還是選舉小的；
（4）若本地PID也相同，直接阻塞該埠，
4.非指定埠（阻塞埠）的選舉：
當以上所有角色全部選舉完成后，剩余沒有任何角色的介面為非指定，
該介面邏輯阻塞，實際可以接收到資訊，但不轉發，
那么stp為什么要改進呢，它的缺點是收斂慢，那么它是怎么收斂的呢？
首先進行偵聽：強制15s，（所有交換機進行BPDU收發，選舉所有角色；介面角色為非指定埠直接進入阻塞狀態，若為指定埠和根埠進入下一狀態）；
然后學習：強制15s，（指定埠和根埠學習所有介面連接設備的MAC地址，生成MAC表；之后進入下一狀態）；
最后才轉發，邏輯阻塞，
所以收斂時間=偵聽時間+學習時間=30s，
PVST 是cisco的技術，他將一個vlan劃為一個生成樹，然后每個樹的作業原理同802.1d一致，這樣的話就利用了備用線路，不存在阻塞埠了，提高了鏈路利用率，僅支持 trunk干道封裝為ISL，但是還是沒有解決收斂慢的難題，
PVST+ Cisco在Pvst的基礎上，想要解決收斂時間的問題，進行了升級，它兼容802.1q的trunk封裝，啟用了埠加速，上行鏈路加速，骨干加速的技術，大大減少了收斂的時間，但是還是沒有徹底解決，
埠加速：接入層連接用戶的介面，可以直接省去30s的收斂時間；
上行鏈路加速：針對直連檢測（本地存在阻塞埠，若其他埠斷開，該阻塞埠馬上進入15是偵聽，結果若為啟用，那么將再進入15s學習—總30s
），可以省去30s的收斂時間；
骨干加速：針對次優BPDU，當我們有倆個valn的時候，要選舉一個主root和一個次root作為備用，這個時候次優BPDU就可以直接省去30s的收斂時間了，直接選舉成功，
4.RSTP又稱快速生成樹，分為Cisco的和公有的（802.1w）倆種，他們的原理都是一樣的：
1、取消了計時器，而是在一個狀態作業完成后，直接進入下一狀態；
2、分段式同步，兩臺設備間逐級收斂；使用請求和同意標記；依賴標記位的第1和第6位；
3、BPDU的保活為6s，hello time 2s；
4、將埠加速（邊緣介面）、上行鏈路加速、骨干加速集成了；
5、兼容802.1d和PVST，但802.1d和PVST沒有使用標記位中的第1-6位，故不能快速收斂；因此如果網路中有一臺設備不支持快速收斂，那么其他開啟快速收斂的設備也不能快速，當tcn訊息出現時，不需要等待根網橋的BPDU，就可以重繪本地的cam表，雖然，RSTP解決了收斂時間的問題，但是還是沒有解決一個vlan一顆樹的問題，當vlan特別多的時候，那豈不是要很多樹，這就造成了很多不必要的結果，
5.MSTP則是繼承了快速生成樹的基礎，徹底解決了一個valn一顆樹的難題，將多個vlan放置于一個組內，基于每個組一棵生成樹，不同組間的BPDU中優先級= 4096倍數+組號，其實就是多個RSTP的結合，
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