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My-Notes/笔记/网络工程/01_二层交换技术/STP_RSTP_MSTP.md
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STP、RSTP、MSTP

作用

STP、RSTP、MSTP 都属于生成树协议,核心作用是:

  • 防止二层网络中因为冗余链路产生环路
  • 避免广播风暴
  • 避免 MAC 地址表震荡
  • 在保证无环的前提下保留链路冗余

可以简单理解为:

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。

基本概念

1. 根桥 Root Bridge

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。

2. 根端口 Root Port

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。

3. 指定端口 Designated Port

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。

4. 阻塞端口

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。

STP 的工作思路

STP 的大致流程可以概括为:

  1. 先选举根桥
  2. 每台非根桥交换机选举根端口
  3. 每个网段选举指定端口
  4. 其余不参与转发的端口进入阻塞状态

这样就能在物理上有环、逻辑上无环。

STP、RSTP、MSTP 的区别

STP

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。

RSTP

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。

MSTP

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。

可以简单记成:

  • STP:基础版
  • RSTP:快速版
  • MSTP:可按实例划分、适合多 VLAN 场景

常见理解误区

1. 生成树不是“丢弃重复包”

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。

2. 不是“手工指定根端口”

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”。

3. 不是算力够就默认都开

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:

  • 生成树功能在交换网络中非常常见
  • 是否默认开启,要以具体厂商设备为准

常见保护特性

边缘端口 Edge Port

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。

根保护 Root Protection

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。

BPDU 保护

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。

环路保护 Loop Protection

用于降低某些异常场景下端口错误切换带来的风险。

一句话理解

  • 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”
  • RSTP 比 STP 收敛更快
  • MSTP 适合多 VLAN 场景

常见厂商命令

华为

查看生成树状态:

display stp

查看某接口生成树状态:

display stp interface GigabitEthernet 0/0/1

查看 MSTP 配置:

display stp region-configuration

开启 STP

stp enable

把交换机优先级调低,提升其成为根桥的概率:

stp priority 4096

把接口配置为边缘端口:

stp edged-port enable

配置根保护:

stp root-protection

思科 Cisco

查看生成树状态:

show spanning-tree

查看某 VLAN 的生成树信息:

show spanning-tree vlan 10

查看某接口生成树状态:

show spanning-tree interface gigabitEthernet 0/1

启用快速生成树:

spanning-tree mode rapid-pvst

把交换机设为根桥优先:

spanning-tree vlan 10 root primary

把接入口设为边缘端口:

spanning-tree portfast

启用 BPDU Guard

spanning-tree bpduguard enable

复习时容易写错的点

  • 生成树的核心是“防环”,不是“包重复了再丢弃”
  • 根桥是选举出来的,根端口和指定端口也是计算出来的
  • MSTP 不是单纯“更高级的 STP”,它的重要特点是支持多实例
  • 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