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STP技术白皮书  目录 1 概述 2 1.1 STP技术回顾 2 1.1.1 IEEE 802.1D STP 2 1.1.2 IEEE 802.1w RSTP 3 1.1.3 PVST+ 4 1.1.4 IEEE 802.1s MSTP 5 1.2 华为3COM支持的STP类型 5 2 华为3COM STP特性及相关技术 5 2.1 RSTP模块到MSTP模块的平滑升级 5 2.2 MSTP模块的RSTP模式 6 2.3 PATH COST缺省值的计算 6 2.4 指定根桥和根桥备份 8 2.5 BPDU PROTECTION 9 2.6 ROOT PROTECTION 9 2.7 LOOP PROTECTION 10 2.8 TC PROTECTION 10 2.9 设置交换机的超时时间因子 10 2.10 CONFIGURATION DIGEST SNOOPING 11 2.11 NO AGREEMENT CHECK 13 2.12支持802.1s MSTP标准报文格式 14 2.13 BPDU TUNNEL 1 3 互通情况 1 3.1 STP、RSTP和MSTP的互通 1 3.2 STP/RSTP/MSTP和PVST+的互通 2 3.3 华为3COM MSTP和CISCO MSTP的域内互通 3 4 附录 3 4.1 RSTP模块缺省配置 3 4.2 MSTP模块缺省配置 4 1 概述 1.1 STP技术回顾 在二层交换网络中，交换机并不能像路由器那样知道报文可以经过多少次转发，一旦网络存在环路就会造成报文在环路内不断循环和增生，产生广播风暴。在广播风暴的情况下，所有的有效带宽都被广播风暴占用，网络将变得不可用。 在这种环境下STP协议应运而生，STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写。它是一种二层管理协议，它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路的备份功能。 STP协议和其他协议一样，是随着网络的不断发展而不断更新换代的。在STP的发展过程中，老的缺陷不断被克服，新的特性不断被开发出来。最初被广泛应用的是IEEE 802.1D STP，随后以它为基础产生了IEEE 802.1w RSTP、PVST+、IEEE 802.1s MSTP，下面将分别讨论。 另外，STP包含了两个含义，狭义的STP是指IEEE 802.1D中定义的STP协议，广义的STP是指包括IEEE 802.1D STP以及各种在它基础上经过改进了的生成树协议。 1.1.1 IEEE 802.1D STP STP协议的基本思想十分简单。自然界中生长的树是不会出现环路的，如果网络也能够像一棵树一样生长就不会出现环路。于是，STP协议中定义了根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路径开销（Path Cost）等概念，目的就在于通过构造一棵树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA（Spanning Tree Algorithm）。 要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交互，这些信息交互单元就称为配置消息BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。STP BPDU是一种二层报文，目的MAC是多播地址01-80-C2-00-00-00，所有支持STP协议的网桥都会接收并处理收到的BPDU报文。该报文的数据区里携带了用于生成树计算的所有有用信息。 STP的工作过程是：首先进行根桥的选举。选举的依据是网桥优先级和网桥MAC地址组合成的桥ID，桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥，它的所有端口都连接到下游桥，所以端口角色都成为指定端口。接下来，连接根桥的下游网桥将各自选择一条 “最粗壮”的树枝作为到根桥的路径，相应端口的角色就成为根端口。循环这个过程到网络的边缘，指定端口和根端口确定之后一棵树就生成了。生成树经过一段时间（默认值是30秒左右）稳定之后，指定端口和根端口进入转发状态，其他端口进入阻塞状态。STP BPDU会定时从各个网桥的指定端口发出，以维护链路的状态。如果网络拓扑发生变化，生成树就会重新计算，端口状态也会随之改变。这就是生成树的基本原理，其他各种改进型的生成树协议都是以此为基础的，基本思想和概念都大同小异。 随着应用的深入和网络技术的发展，STP的缺点在应用中也被暴露了出来。STP协议的缺陷主要表现在收敛速度上。 当拓扑发生变化，新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，这个时延称为Forward Delay，协议默认值是15秒。在所有网桥收到这个变化的消息之前，若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有发现自己应该在新的拓