上篇博客给出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）产生的目的以及与其相关的重要名词，但是详细的来说，交换机是如何通过发送桥接协议数据单元（BPDU）来选择阻塞端口的呢？

 

生成树端口状态：采用生成树协议的交换机上的每个第二层接口，它均会处于一下物种状态之一：

　　阻塞（blocking）：在阻塞状态，第二层的接口不参与SPDU帧的转发，但是却能够监听流入的BPDU。此时端口不能学习接受帧的mac地址。

　　监听（listening）：在监听状态中，交换机能够决定根，并且可以选择根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）和非指定端口（Nondesignated Port）。在监听状态的过程中端口不能学习任何接受帧的单播地址。

　　学习（learning）：在学习状态中，第二层接口准备参与帧转发。端口能够在这个状态中学习流入帧的mac地址，但却不能转发帧。

　　转发（forwarding）：在转发状态中，第二层接口能够转发帧。端口学习到接受帧的源mac地址，并且可以根据目标mac地址而将他们进行恰当转发。

　　禁用（disable）：在禁用状态中，第二层接口不参与生成树，并且不能转发数据帧。

 

对于BPDU帧所承载的三种计时器，他们能够影响到STP性能和状态变更：

　　Hello时间：由根网桥端口发出，其他网桥转发的BPDU，每相邻的BPDU之间的时间就是hello时间。默认为2s，修改范围1～10s。

　　转发延迟：在监听状态和学习状态停留的时间。默认为15s，修改范围4～30s。

　　最大寿命：网桥端口保存配置BPDU信息的最大时间长度。默认为20s，修改范围6～40s。

　　应该注意的是，网络的生成树拓扑依附于根网桥的计时器。根网桥将BPDU中的计时器传递给第二层拓扑中的所有交换机。

　　当交换机接终端用户时，那么在这条链路上的转发便不会产生STP环路，该接口不用监听和学习，所以可以直接将其划为PortFast，以跳过监听和学习的状态，直接进入转发状态。强烈建议将所有的接终端用户的接口设置上PortFast属性，以节省了接口有down到forwarding的时间。

　　配置命令为：

 

Switch(config-if)#spanning-tree portfast 
%Warning: portfast should only be enabled on ports connected to a single host. Connecting hubs, concentrators, switches, bridges, etc... to this interface  when portfast is enabled, can cause temporary bridging loops.
Use with CAUTION
%Portfast has been configured on FastEthernet2/1 but will only have effect when the interface is in a non-trunking mode.

 

STP操作：

　　在创建无环路生成树的过程中，要经过以下几个步骤的操作。

　　1、选举一个根网桥（RootBridge）

　　　　由前文可知，网桥IP就是在优先级（2个字节）的后面接上mac地址（6个字节）每个交换机接口的这个8字节的网桥ID，通过与其他交换机交换的BPDU信息，来判断最小的网桥ID，此ID就被选举为根ID，该接口所在的交换机就是根网桥RB。

　　　　注意：在给定的网络中，每个vlan中只能有一个网桥担当根网桥RB。

　　　　注意：Cisco的交换机的mac地址就是vlan1的mac地址，并且Cisco交换机的每个接口都有mac地址。其他厂商的设备的vlan1的mac地址不一定是交换机的mac地址，接口也不一定有mac地址。

　　2、选择所有非根网桥的根端口

　　　　STP协议规定在每一个非根网桥上建立1个根端口，该根端口必须是非根网桥到根网桥的最低开销路径（与链路带宽决定）。当有多条等价最低开销路径时，那么非根网桥选择具有最低端口ID（仅仅对该交换机有效）的端口。

　　3、选择各个网段的指定端口

　　　　在每个网段中，选择到达根网桥的路径开销最低的端口为指定端口（根网桥上的端口均为指定端口）。当路径开销相等的情况下，则比较网桥ID，选择较小的网桥上的端口作为指定端口。

 

 

交换机制定决策过程中依次使用如下5种标准：

　　1、  最低的根网桥ID；

　　2、  最低的到达根网桥的路径开销；

　　3、  最低的发送方网桥ID；

　　4、  最低的端口优先级；

　　5、  最低的端口ID；