交换网络----三种生成树协议

802.1D协议下，接口状态

1，禁用---1，接口关闭情况下；2，接口禁用生成树协议

2，阻塞---生成树协议激活接口后进入的第一个状态。该状态下，接口只能侦听BPDU，不能转发BPDU和业务帧，也不能学习MAC地址 一开始所有接口都进入阻塞状态，则都不发送配置BPDU，这样，所有接口都侦听不到BPDU，则20S老化时间后将进入下一个阶段。

3，侦听---角色选举阶段

不允许转发业务数据，主要是为了防止在角色没有完全选出来时，可能出现临时环路，导致业务流量入环。 侦听状态需要停留一个转发延迟时间，默认为15S，这个时间就是用来选举的时间。即使，角色选举提前结束，也需要等15s再进入下一个状态。 角色选举完成后，根端口和指定端口可以继续下一个阶段，非指定端口则将退回到阻塞状态。

4，学习---该状态需要停留15S，只学习业务数据帧中的MAC地址，不进行转发。其目的在于减少在MAC地址没有记录时，未知单播泛洪操作

5.转发---可以正常的接受发送BPDU及业务数据

802.1D收敛时间----基于计时器

首次收敛：50S

结构突变：

1，根网桥故障：50S

2，直连链路故障：30S，直连还是非直连是基于阻塞接口

3，非直连发生故障：50S

802.1D生成树协议的缺陷：

1，收敛速度慢

2，链路利用率低

 

802.1W --RSTP ---快速生成树

一个交换网路中只有一棵树---RSTP可以向下兼容802.1D，需要按照802.1D的规则来执行。

改进点1

802.1W ---根端口，指定端口，替代（Alternate）端口，备份（Backup）端口

替代端口---主要目的是成为根端口的备份。由于学习到其他网桥发送的配置 BPDU报文而阻塞的端口，他提供的是从指定桥到根桥的另一条路径，作为根端口的备份。当一个根端口失效后，则最优的替代端口可以直接成为根端口，直接进入转发状态。

备份端口---主要目的是成为指定端口的备份。由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。如果指定端口失效后，则将第一时间替代指定端口，直接进入转发状态。

改进点2

端口的状态类型

802.1W ---DISCARDING---丢弃状态---接口不转发业务流量也不学习MAC地址

学习---接口可以学习MAC地址，但是不转发业务流量

转发---接口即可以学习MAC地址，也可以转发业务流量

改进点3

配置BPDU的报文内容进行修改

 P/A机制---加快收敛 

RSTP通过P/A机制来保证一个指定端口得以从丢弃状态快速的进入到转发状态，从而加速了生成树的收敛。在P/A机制当中，存在一个“同步状态”，实际上就是将其他所有接口进行堵塞，防止临时环路的产生。

改进点4

对配置BPDU的处理

1，当拓扑结构稳定后，配置BPDU的发送方式发生变化

802.1W ---所有非根网桥，也可以每隔2S主动的发送根网桥的配置BPDU

2，更短的BPDU的超时时间

802.1W ---一个接口在超时时间（三个周期---6S）内未收到BPDU，则认为邻居协商失败

改进点5

快速收敛机制

1，根端口和指定端口的快速切换---利用替代端口和备份端口

2，设置边缘接口

在802.1W当中，我们可以将交换机连接终端的接口手工配置称为边缘接口，其作用时这些接口将不参与STP生成树角色的选举，之后，这些接口断开，也不会触发结构拓扑变更。

[sw5-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable ---边缘接口配置命令

[sw5-GigabitEthernet0/0/1]stp bpdu-filter enable ---开启BPDU的过滤功能， 一般结合边缘接口一起使用。

边缘接口存在保护机制，即当这个接口接收到其他交换设备发送BPDU，则将 转换成普通接口。

3，P/A机制

改进点6

拓扑变更机制的改进

802.1D：拓扑变更需要通过TCN逐级上报到根网桥，之后，由根网桥逐级下发TC置整个交换网络，将MAC地址表从300S老化时间改为15S老化。

802.1W：拓扑变更设备直接发送TC标记位配置BPDU，之后传递给所有设备，所有设备收到后将直接清空MAC地址表。

802.1S---MSTP ---多生成树协议

1.instance实例：一个或多个vlan的集合

instance-id：区分和标定不同的instance，一个实例一棵树。instance-id是由扩展系统携带

2.region：域  一个交换网络规模比较大时，可分为多个MST域

   region name 域名

  revion level 相同修订等级

  vlan instance 映射关系相同

MSTP的配置