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# STP、RSTP、MSTP
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## 作用
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STP、RSTP、MSTP 都属于生成树协议，核心作用是：
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- 防止二层网络中因为冗余链路产生环路
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- 避免广播风暴
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- 避免 MAC 地址表震荡
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- 在保证无环的前提下保留链路冗余
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可以简单理解为：
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二层交换网络为了防止单点故障，常常会接入冗余链路，但冗余链路一多，就可能形成环路。生成树协议会从逻辑上阻塞部分端口，让网络形成一棵无环的树；当主链路故障时，再让备用链路接管转发。
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## 基本概念
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### 1. 根桥 Root Bridge
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生成树会先选出一台交换机作为根桥，整张网络的拓扑计算都围绕根桥进行。
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### 2. 根端口 Root Port
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每台非根桥交换机都会选出一个到根桥路径最优的端口，称为根端口。
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### 3. 指定端口 Designated Port
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每个网段都会选出一个负责向该网段转发数据的端口，称为指定端口。
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### 4. 阻塞端口
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如果某个端口既不是根端口，也不是指定端口，通常就会被阻塞，从而避免环路。
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## STP 的工作思路
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STP 的大致流程可以概括为：
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1. 先选举根桥
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2. 每台非根桥交换机选举根端口
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3. 每个网段选举指定端口
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4. 其余不参与转发的端口进入阻塞状态
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这样就能在物理上有环、逻辑上无环。
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## STP、RSTP、MSTP 的区别
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### STP
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STP 是最基础的生成树协议，优点是原理清晰，缺点是收敛速度较慢。
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### RSTP
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RSTP 是快速生成树协议，相比 STP，收敛速度更快，链路切换也更快，更适合实际网络使用。
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### MSTP
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MSTP 是多生成树协议，可以把不同 VLAN 映射到不同生成树实例，让不同业务走不同链路，从而更好地利用冗余带宽。
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可以简单记成：
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- STP：基础版
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- RSTP：快速版
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- MSTP：可按实例划分、适合多 VLAN 场景
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## 常见理解误区
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### 1. 生成树不是“丢弃重复包”
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生成树的重点不是发现某个包重复后再丢弃，而是提前通过阻塞端口避免二层环路形成。
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### 2. 不是“手工指定根端口”
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实际配置里，一般是通过调整桥优先级来影响根桥选举，通过调整路径开销等方式影响端口角色，而不是直接简单写成“手工指定根端口”。
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### 3. 不是算力够就默认都开
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不同厂商、不同型号、不同系统版本的默认行为可能不完全一样。复习时更稳妥的说法是：
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- 生成树功能在交换网络中非常常见
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- 是否默认开启，要以具体厂商设备为准
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## 常见保护特性
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### 边缘端口 Edge Port
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连接终端主机的端口一般可以配置为边缘端口，这样端口能够更快进入转发状态。
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### 根保护 Root Protection
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用于防止接入层或下游设备错误地抢占根桥位置，保证预期的根桥不被替换。
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### BPDU 保护
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一般用于边缘端口。当边缘端口意外收到 BPDU 时，设备可以采取保护动作，防止网络拓扑异常。
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### 环路保护 Loop Protection
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用于降低某些异常场景下端口错误切换带来的风险。
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## 一句话理解
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- **生成树的本质是“阻塞冗余链路中的一部分端口，避免二层环路”**
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- **RSTP 比 STP 收敛更快**
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- **MSTP 适合多 VLAN 场景**
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## 常见厂商命令
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### 华为
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查看生成树状态：
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```bash
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display stp
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```
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查看某接口生成树状态：
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```bash
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display stp interface GigabitEthernet 0/0/1
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```
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查看 MSTP 配置：
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```bash
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display stp region-configuration
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```
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开启 STP：
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```bash
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stp enable
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```
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把交换机优先级调低，提升其成为根桥的概率：
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```bash
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stp priority 4096
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```
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把接口配置为边缘端口：
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```bash
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stp edged-port enable
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```
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配置根保护：
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```bash
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stp root-protection
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```
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### 思科 Cisco
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查看生成树状态：
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```bash
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show spanning-tree
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```
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查看某 VLAN 的生成树信息：
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```bash
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show spanning-tree vlan 10
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```
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查看某接口生成树状态：
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```bash
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show spanning-tree interface gigabitEthernet 0/1
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```
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启用快速生成树：
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```bash
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spanning-tree mode rapid-pvst
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```
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把交换机设为根桥优先：
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```bash
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spanning-tree vlan 10 root primary
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```
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把接入口设为边缘端口：
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```bash
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spanning-tree portfast
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```
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启用 BPDU Guard：
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```bash
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spanning-tree bpduguard enable
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```
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## 复习时容易写错的点
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- 生成树的核心是“防环”，不是“包重复了再丢弃”
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- 根桥是选举出来的，根端口和指定端口也是计算出来的
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- MSTP 不是单纯“更高级的 STP”，它的重要特点是支持多实例
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- 是否默认开启生成树，要看具体厂商和设备型号，不要写得太绝对
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