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一、为什么要使用生成树（STP)：
二、由于设备冗余而导致的问题：
广播风暴：
三、802.1D生成树基本配置
四、802.1D生成树实验
实验拓扑：
实验配置：
配置完成后，在SW8上观察现象：
从中我们可以总结：
拓展知识：
实验思路：
一、修改RID
二、修改RPC达到选取根端口的目的（RPC即路径开销，修改时需要在交换机入接口进行修改）
三、修改BID：
四、修改PID：
配置：
五、RSTP
为什么要使用RSTP？
本次实验使用两个拓扑来解释RSTP：
一、利用简单的拓扑解释RSTP：
实验配置：
六、利用802.1D生成树中的拓扑来实现MSTP的功能：
实验配置：
六、MSTP
使用原因：
配置完成后，在SW3上查看实例1和实例2的生成树表：
一、为什么要使用生成树（STP)：
以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会 在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较 差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提出了生成树协议STP（Spanning Tree）。
随着局域网规模的不断扩大，越来越多的交换机被用来实现主机之间的互连。如图，接入层交换机 单链路上联，则存在单链路故障，也就是如果这根上联链路发生故障，交换机下联用户就断网了。 另一个问题的单点故障，也就是交换机如果宕机，交换机下联用户也就断网了。
为了解决此类问题，交换机在互连时一般都会使用冗余链路来实现备份。冗余链路虽然增强了网络 的可靠性，但是也会产生环路，而环路会带来一系列的问题，继而导致通信质量下降和通信业务中 断等问题。
二、由于设备冗余而导致的问题：
广播风暴：
由于物理之间的备份，在SW3收到来自外界的信号后，会进行洪范，向SW1和SW2进行洪范，且因为交换机中没有类似于TTL值的参数，会导致该广播包一直在交换机中洪范，形成广播风暴及mac地址飘逸。最终结果使整个网络资源被消耗殆尽，网络瘫痪不可用。
三、802.1D生成树基本配置
1. 配置生成树工作模式
[Huawei] stp mode { stp | rstp | mstp }
交换机支持STP、RSTP和MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）三种生成树工作模式，默认情况工
作在MSTP模式。
2. （可选）配置根桥
[Huawei] stp root primary
配置当前设备为根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的根桥。配置后该设备优先级数值自动为
0，并且不能更改设备优先级
3. （可选）备份根桥
[Huawei] stp root secondary
配置当前交换机为备份根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的备份根桥。配置后该设备优先级
数值为4096，并且不能更改设备优先级。
4. （可选）配置交换机的STP优先级
[Huawei] stp priority priority
缺省情况下，交换机的优先级取值是32768。
5. （可选）配置接口路径开销
[Huawei] stp pathcost**-standard** { dot1d-1998 | dot1t | legacy }
配置接口路径开销计算方法。缺省情况下，路径开销值的计算方法为IEEE 802.1t（dot1t）标准方法。
同一网络内所有交换机的接口路径开销应使用相同的计算方法。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stp cost cost
设置当前接口的路径开销值。
6. （可选）配置接口优先级
[Huawei-intf] stp priority priority
配置接口的优先级。缺省情况下，交换机接口的优先级取值是128。
7. 启用STP/RSTP/MSTP
[Huawei] stp enable
使能交换机的STP/RSTP/MSTP功能。缺省情况下，设备的STP/RSTP/MSTP功能处于启用状态。
RSTP
interface g0/0/1
undo stp enable //接口下关闭生成树，此接口不参与生成树构建
port-group group-member g0/0/1 to g0/0/4 //接口组配置，可以把相同配置的接口一次性配置
完毕
四、802.1D生成树实验
实验拓扑：
我们选取SVI的实验来进行总结生成树中的知识：
其中LSW2和LS8是汇聚层的交换机，两者之间互相连线实现设备和线路冗余，而LSW4和LS5则s是接入层交换机，实现终端的接入。
实验配置：
SW2:
#
sysname sw2
#
vlan batch 10 200 300 400 #创建vlan
#
stp mode stp #生成树模式变更为stp
stp instance 0 root primary #配置当前设备为根桥。配置后该设备优先级数值自动
为0，并且不能更改设备优先级。
#
interface Vlanif10
ip address 192.168.0.1 255.255.255.252
ospf network-type p2p
#
interface Vlanif200
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
dhcp select interface
#
interface Vlanif300
ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
dhcp select interface
#
interface Vlanif400
ip address 192.168.40.1 255.255.255.0
dhcp select interface
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 10
stp disable
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/5
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200 300 400
stp instance 0 port priority 0
SW8:
#
sysname sw8
#
stp mode stp
stp instance 0 root secondary # 配置当前交换机为备份根桥。
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200 300 400
stp instance 0 cost 1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200 300 400
stp instance 0 cost 1
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
stp disable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 300 400
SW4:
sysname sw4
#
vlan batch 200
#
stp mode stp
#
cluster enable
ntdp enable
ndp enable
#
drop illegal-mac alarm
#
diffserv domain default
#
drop-profile default
#
aaa
authentication-scheme default
authorization-scheme default
accounting-scheme default
domain default
domain default_admin
local-user admin password simple admin
local-user admin service-type http
#
interface Vlanif1
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type access
port default vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 200
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 200
SW5:
#
sysname sw5
#
vlan batch 300 400
#
stp mode stp
#
cluster enable
ntdp enable
ndp enable
#
drop illegal-mac alarm
#
diffserv domain default
#
drop-profile default
#
aaa
authentication-scheme default
authorization-scheme default
accounting-scheme default
domain default
domain default_admin
local-user admin password simple admin
local-user admin service-type http
#
interface Vlanif1
#
interface MEth0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 300 400
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type access
port default vlan 300
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 400
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 300 400
#
配置完成后，在SW8上观察现象：
由于实验设置SW2交换机是根网桥，所以只有SW2在配置完成后发送BPDU，其他交换机在之后只进行选取根端口。从图中我们可以发现G0/0/1是根接口。而G0/0/2则是阻塞端口，DISCARDING代表阻塞状态。
从中我们可以总结：
DESI则代表指定端口，结束后状态归为转发状态（从一开始down到listening到learning到forwarding）listening状态代表已经选取完根网桥，当接口处于该状态时，STP初步认定该接口为根接口或指定接口，但接口依然处于STP计算的过程中，此时接口可以收发BPDU，但是不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习。leaning状态代表当接口处于该状态时，会侦听业务数据帧（但是不能转发业务数据帧），并且在收到业务数据帧后进行MAC地址学习。
forwarding状态代表处于该状态的接口可以正常地收发业务数据帧，也会进行BPDU处理。接口的 角色需是根接口或指定接口才能进入转发状态。
拓展知识：
若想将SW8上的跟接口修改为g0/0/2，只需要进行简单的配置即可。
下述图是BPDU（桥协议数据单元）的报文格式，我们可以修改底下的参数，到达修改根端口的效果。
实验思路：
一、修改RID
由于Root ID 均为SW2，所以修改SW2无法到达选取根接口的目的。（Root ID是由优先级+MAC地址得到）
二、修改RPC达到选取根端口的目的（RPC即路径开销，修改时需要在交换机入接口进行修改）
我们先在g0/0/1的接口查看stp的具体参数，不难发现一开始RPC值为20000，所以我们进行修改。所以我们可以修改RPC值为1，越小越优，从而导致根接口为g/0/0/2。
实验配置：
interface GigabitEthernet0/0/2
stp instance 0 cost 1
查询根接口：
三、修改BID：
由于BID（桥ID）也是MAC地址+优先级计算出值，但因为SW8到达SW2的路径是一样的，故MAC地址是一样的，所以修改优先级无法达成实验效果，故通过BID无法到达选取效果。
四、修改PID：
由于PID（Port ID）是接口号＋优先级计算出值，由于接口号不同，所以只需修改优先级便可完成实验需求。
从LW8上截图我们可以发现优先级是128（或128的倍数），只需要在LSW2上修改优先级即可达成实验要求。（优先级在根网桥上进行，RPC在根端口上进行）
配置：
SW2:
stp instance 0 port priority 0
从SW8上查看根接口：
此时，G0/0/2为根接口。
五、RSTP
为什么要使用RSTP？
解释：
STP协议虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛慢，影响了用户通信质量。如果网络中的 拓扑结构频繁变化，网络也会随之频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断，这是用户无法忍 受的。 STP没有细致区分接口状态和接口角色，不利于初学者学习及部署。 网络协议的优劣往往取决于协议是否对各种情况加以细致区分。 从用户角度来讲，Listening、Learning和Blocking状态并没有区别，都同样不转发用户流 量。 从使用和配置角度来讲，接口之间最本质的区别并不在于接口状态，而是在于接口扮演的角 色。 根接口和指定接口可以都处于Listening状态，也可能都处于Forwarding状态。 STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢。 STP算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备进行处理，传遍整个STP 网络。这也是导致拓扑收敛
本次实验使用两个拓扑来解释RSTP：
一、利用简单的拓扑解释RSTP：
实验拓扑：
实验配置：
SW1（其余两台设备配置与其相同）：
stp mode rstp
SW2：
stp instance 0 root primary #设置其优先级为0.默认该设备为根桥。
SW3:
stp instance 0 root secondary #设置优先级为4096，默认为根桥的备份
此时，我们查看SW1，SW2，SW3上的生成树：
SW1：
一个接口角色为ALTE，代表他是根接口的备份。状态时DISCARDING（即不转发数据也不学习mac地址，在802.1D生成树中，disabled，blocking，listening都与其一样）
SW3：
一个接口角色为ALTE，代表他是根接口的备份。而一个接口为BACK，此为desigenation（即指定端口）的备份，这是因为SW3为根网桥备份，所以G0/0/2的接口此时为角色。而其余接口状态均为forwarding（即转发）。
六、利用802.1D生成树中的拓扑来实现MSTP的功能：
实验拓扑：
实验配置：
SW8：
#
stp mode rstp #修改生成树类型为rstp
stp instance 0 root secondary
#
stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/5
stp root-protection #根保护，目的是防止外来接入设备而导致的生成
树动荡
#interface GigabitEthernet0/0/2
stp tc-protection
#tc保护，tc本身是生成树创造出来为了应付拓扑变更而设置的，即tcn。而如果被恶意用户侵占，伪造大量TC置位的RST BPDU并向外发送。SW2收到这些RST BPDU后，会频繁执行MAC地址表项的删 除操作形成巨大负担。（从某个接口收到tc消息，将会删除该接口的mac地址）。
SW4：
#
stp mode rstp #修改生成树类型rstp
stp bpdu-protection #开启bpdu保护，是防止边缘端口中有恶意攻击交换设备，交
换设备会自动将边缘端口设置为非边缘端口，并重新进行生
成树计算，从而引起网络震荡。
#
interface GigabitEthernet0/0/2
stp edged-port enable #开启边缘端口，让下游的终端接口不参与生成树计算。
#
interface GigabitEthernet0/0/4
stp loop-protection #开启环路保护，主要目的是为了防止光纤的的单向链路故障
或链路堵塞而导致的成环问题。
六、MSTP
使用原因：
STP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但在划分VLAN的网络中RSTP/STP，局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，被阻塞后的链路将不承载任何流量,无法在 VLAN间实现数据流量的负载均衡，导致链路带宽利用率、设备资源利用率较低。故诞生了MSTP。
实验拓扑：
SW1：
#
vlan batch 2 to 5 #创建VLAN
#
stp instance 1 root primary #将此交换机设置为实例1的主根
stp instance 2 root secondary #将此交换机设置为实例2的备份根
#
stp region-configuration #进入MSTP域视图
region-name nnn #每个域中的MSTP名字应一样
instance 1 vlan 2 to 3 #将vlan2 3 划分到 实例1 中 域中每个路由器配置
相同
instance 2 vlan 4 to 5
active region-configuration #启动MSTP域
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 4
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 4
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp root-protection #根保护
SW2：
#
vlan batch 2 to 5
#
stp instance 1 root secondary #与SW1配置相同
stp instance 2 root primary
#
stp region-configuration #整个域配置相同
region-name nnn
instance 1 vlan 2 to 3
instance 2 vlan 4 to 5
active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp root-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp root-protection
SW3：
#
vlan batch 2 to 5
#
stp bpdu-protection #设置BPDU保护，防止边缘端口出问题
#
stp region-configuration
region-name nnn
instance 1 vlan 2 to 3
instance 2 vlan 4 to 5
active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp loop-protection #设置环路保护
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 2
stp edged-port enable #设置边缘端口
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type access
port default vlan 3
stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
port link-type access
port default vlan 4
stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/6
port link-type access
port default vlan 5
stp edged-port enable
SW4：
#
sysname A2
#
vlan batch 2 to 5
#
stp bpdu-protection
#
stp region-configuration
region-name nnn
instance 1 vlan 2 to 3
instance 2 vlan 4 to 5
active region-configuration
#
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
#
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
undo port trunk allow-pass vlan 1
port trunk allow-pass vlan 2 to 5
stp loop-protection
#
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 2
stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/4
port link-type access
port default vlan 3
stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/5
port link-type access
port default vlan 4
stp edged-port enable
#
interface GigabitEthernet0/0/6
port link-type access
port default vlan 5
stp edged-port enable
配置完成后，在SW3上查看实例1和实例2的生成树表：
instance1：
instance2：
此刻，由于instance1 的存在，vlan 2 3 的流量走g0/0/1 接口，而vlan 4 5 的流量走g0/0/2接口。
至此，MSTP结束。
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