理解 RSTP

交换机MAC学习

拓扑，两台终端连接至同一台交换机，交换机为2层交换机，默认VLAN1 。使用PC1 ping PC2

查看交换机mac地址表

dis mac-address

PC1的MAC(5489-9821-0EA9)映射在交换机的G0/0/24端口
PC2的MAC(5489-98e1-0a25)映射在交换机的G0/0/23端口
有了这个映射条目 ，交换机就可以把接收的帧相互进行转发

此处还涉及到两个概念，一个叫广播，一个叫单播。所谓广播，既广而播之，单播为定向。
交换机加电，加载IOS后，MAC条目都为空。当PC1 ping PC2 时，交换机端口接收到包后就会发起广播，寻找PC2的MAC地址。我们在PC2就会看到广播包，PC2将信息返给交换机。通过这样一个问寻，就建立起了MAC地址列表。PC1 与 PC2 在以后的通信过程中就可以直接看到对方，而无需再进行广播。

环路

二层交换中会涉及到一个非常通用的概念，环路。即交换机产生了环路，环路会导致MAC学习混乱以及广播风暴产生 ，导致网络不可用。终其原理就是会在不同的端口学习到同一个MAC地址，导致交换机无法正常处理，就会反复的学习。无法到达终态，非常吃资源。
拓扑

两台交换机关闭STP，模拟环路。

sys stp diable

在console界面，最显著特征就是会有mac flapping提示，表示有环路存在

开启RSTP

RSTP 是STP的加版 ，需要设置主根。将SW01设置为主根
sw1配置如下:

stp enable stp mode rstp stp root primary

sw2 sw3都开启生成树

stp enable stp mode rstp

sw01 为主根

sw01,02,03 的端口状态如下，sw02端口有阻塞，如果环路中其它端口发生了变化 ，down掉，sw02的端口就会放开，保证链路的畅通。

STP 原理

概念

1、BPDU，桥接协议数据单元 ，用于存储生成树信息，并通过组播在交换机之间传递。BPDU传递的时间间隔默认为2S
2、Bridge ID，用于选举根交换机，由桥优先级和MAC组成。可配范围:0-65535

-------[CIST Global Info][Mode RSTP]------- CIST Bridge :0 .4c1f-cc05-4633

BID的规则 ，优先比较桥ID，桥ID越小优先级越高。如果优先级相同，则次比MAC地址，值越小优先级越高。
Port Cost，端口开销，华为说法，数据从端口发出时的开销，接收无开销。带宽越高，开销越小，带宽与开销成反比。开销值可以自定义（实验可以，但实际环境不建议，根据实际情况来决定）
3、Root Port，根端口，离根交换机最近的端口，到根路径开销最小。
根路径开销(root path cost)，非根交换机到根交换机最小开销路径

4、Desinged Port，转发根交换机数据的端口

5、Alternate Port, 预备后补端口，实际上就是已经没有实际数据转发的端口，阻塞端口

端口状态

Forwarding 转发状态 ，正常学习MAC,正常的端口状态
Learning 只处理bpdu，不转发流量，但正常学习MAC
Discarding 丢弃状态，不转发数据流量 ，只接收bpdu信息

stp现在没有用的，5种端口状态基本了解即可

根桥选举

前提: 所有交换机的链路都相同，链路的带宽一致。
1>根桥选举
在SW01上执行了,stp root primary ，根优先级便设置为了0。优先级最高，那必定产生两个DP端口。


2>RP端口选举
根据RP端口定义，到根路径开销最小非根交换机的端口为root port。通过拓扑，我们可以查看到SW02的G0/0/1到根交换机的开销最小（直连） SW03的G0/0/2到根交换机的开销最小，选举为根端口。


3>选举指定端口、阻塞端口
现在只剩下最后一段链路，SW2和SW3。端口抓包ROOT PATH COST都一样，此处使用了20000的值。那比较桥ID，SW3的梆ID最小。优先级高选举为DP端口，另一侧则为ALER端口(discarding)

技巧：
根端口的选择：把自己放到非根桥交换机的位置，沿着每个端口可到达根桥，累加途经的带宽开销，开销最小的那个端口胜出，即是根端口。

指定端口的选择：把自己放在链路的中点，从链路的中点开始沿着两个不同方向的端口到达根桥，累计途经的带宽开销，开销最小的那个端口胜出，即是指定端口。