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802.1d STP (cisco PVST/PVST+)
802.1w RSTP (cisco Rapid-PVST+)
802.1s MST
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802.1d STP
STP解決交換式互聯網絡中多條冗餘鏈路導致的環路問題。
STP在交換式網絡中計算出一棵無環的樹，以選舉的Root Bridge爲樹根，通過阻塞冗餘鏈路的某個端口來防止環路的產生；
STP中的幾個專業術語：
Root Bridge：根橋，即整個STP的樹根；
DP：指定端口，負責發送或者轉發最優的BPDU；
RP：根端口，距離Root最近的端口，每個非root交換機上只能有一個RP，負責接受最優的BPDU；
BP：阻塞端口，不能轉發數據，只能監聽BPDU；
BPDU：橋協議數據單元，用於STP各成員角色的選舉；
STP成員角色的選舉步驟：
1、選Root Bridge，比較各交換機的Bridge_ID（priority+MAC），Bridge_ID最小的被選爲Root；
（先比較priority，若priority相同，再比較MAC）
2、在每一臺交換機上選RP，比較每一個端口接收到的BPDU內含的cost加上自己接口的cost。
cost之和最小的端口成爲RP；
若cost之和相同，則比較BPDU轉發者的Bridge_ID（priority+MAC），越小越優先；
若BPDU轉發者的BID相同，則比較BPDU轉發者的Port_ID（Port_priority+Port_Num），越小越優先；
3、選DP，Root上所有端口都是DP，在非Root交換機上，選舉DP的步驟跟上面一樣，但是需要注意的是，選DP口的BPDU轉發者就是它所在的交換機本身；
（Bridge_ID中的priority是4096的倍數，Port_ID中的Priority是16的倍數）
STP端口狀態：
Disable 初始狀態
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Blocking（20s） 阻塞狀態，不轉發數據
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Listening（15s） 監聽狀態，不轉發數據
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Learning（15s） 學習狀態，學習MAC地址，填充CAM表
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Forwarding 轉發狀態
缺點：收斂速度太慢，最大50s的收斂延遲；
cisco加速特性：
Portfast，端口加速，用於access口，從Disable狀態直接進入Forwarding狀態，跳過Listening和Learning；
Uplinkfast，上行鏈路加速，用於接入層交換機，通過備份一個Alternate Port來頂替失效的RP；
Backbonefast，骨幹加速，用於匯聚/核心層交換機，解決非自身直連問題。
STP防衛特性：
BPDU Guard
配置了BPDU Guard特性的端口一旦接收到非法BPDU，則將端口置入error-disable狀態；
Root Guard
配置了Root Guard特性的端口一旦接收到更優的非法BPDU，則將端口置入loop-inconsistent狀態，停止轉發數據；
當不再接收到更優的非法BPDU時，該端口會自動恢復到正常狀態；
Loop Guard
配置了Loop Guard特性的端口若檢測到該端口接收不到BPDU，則將端口置入loop-inconsistent狀態，
當再次收到BPDU時，又恢復到正常狀態；（Loop Guard用於軟件原因引起的接收不到BPDU或者DP不發BPDU）
UDLD
配置了UDLD特性的端口若檢測到該端口接收不到BPDU，會嘗試着與對端重新連接，最多重連8次，若8次都失敗，則將端口置入error-disable狀態。（UDLD用於物理原因引起的接收不到BPDU或者DP不發BPDU，常用於光纖線路）
（UDLD 和BPDU Guard導致的error-disable不會自動恢復，除非手動配置）
在cisco設備中，默認運行的是PVST/PVST+，每一個VLAN一個生成樹。
PVST僅支持ISL封裝的trunk鏈路，PVST+支持Dot 1Q封裝的trunk鏈路。
802.1w RSTP（Rapid STP）
RSTP與STP最大的優勢就是加快了收斂速度。
基本原理與STP都差不多，但是有些地方發生了變化。
RSTP的快速收斂體現在哪些地方：
1、RSTP的RP口只要在3個BPDU時間間隔內沒有收到BPDU，則激活收斂進程；而原始的STP需要等待10個時間間隔；
2、RSTP取消了端口的Listening狀態，取而代之的將Blocking和Listening融合成一個狀態，稱爲DIscarding狀態，該狀態下不轉發數據；
3、RSTP將cisco的3個加速特性標準化；如使用一個Alternate Port備份RP，替換失效的RP口；
4、RSTP使用一個Backup Port來備份DP口，替換失效的DP口；（這個特性與原cisco的加速特性無關）
5、RSTP使用Link-Type來將端口進行分類，如將連接host的端口標識爲Edge Port，該類型的端口將直接從Disable狀態進入Forwarding狀態，與cisco的portfast特性相類似；
802.1s MST（Multiple Spaning Tree Protocol）
在VLAN數量非常龐大的園區網中運行PVST+，很明顯是不明智的，例如在1000個VLAN的園區網中，運行PVST+將意味着交換機要處理並維護1000個生成樹，無疑給交換機帶來巨大的CPU負擔。於是cisco爲了應付這種情況，開發了MST，並將其推入標準化市場，而不像之前的PVST/PVST+/Rapid-PVST只能由思科自己的設備才能運行。
| MST可以將多個VLAN劃入一個生成樹實例，即多個VLAN共用一個生成樹。允許存在多個生成樹實例。
| 不同的生成樹實例使用不同的冗餘鏈路。
| MST內部使用RSTP的基本原理，達到快速收斂的目的；
| 可以用於cisco設備與非cisco設備之間的互聯；
| MST域和非MST域進行互聯時，MST域將自己視爲一個虛擬的交換機，參與到外部非MST域的STP（CST）；
