10.1 环路问题
10.1.1 广播风暴
- 多路径冗余链路切换，但是需要避免二层环路；
- 三层路由TTL跳转限制，可以避免环路。
- HOSTX发送消息是，交换机针对帧进行转发，学习帧的原地址，查看MAC地址表，根据目标MAC地址查找MAC地址表，如果存在，就进行相应转发。如果不存在，就泛洪查找。
- 交换机不能隔绝广播域，交换机A收到广播帧后，经广播进行转发。到交换机B后，交换机接着广播，
不停的广播，形成了广播风暴。
10.1.2 多帧复制
因为环路导致一个设备收到多分拷贝帧，虽然会收一个，丢弃一个，但还是消耗了资源。
10.1.3 MAC表絮乱
- MAC地址泛洪攻击，导致MAC地址表填满，充斥垃圾信息。
- 从多个地方学到同一条MAC地址；
10.2 STP
通过某种方式进行选举，选择一个软关闭，避免环路；
10.2.1 STP机制
选举一个，软关闭；实时监控，一旦拓扑发生变化，可以随时打开：
- 在交换域或者广播域选择一个根桥（交换机）root，设置为生成树的根；
- 每台非root交换机，每台交换机选择一个根端口root port，距离root交换机开销最小的端口；
- 每个链路有两个接口，选择一个指定端口designated port，（root交换机上的接口不能被阻塞，所以root交换机上的接口都是DP端口；其余离root交换机最近的端口）；
- 剩下的设置为非指定端口，被阻塞。
注意：RP收BPDU包，DP发BPDU包。
10.2.2 选举步骤
BPDU：网桥协议数据单元；BPDU为STP协议的数据包；通过BPDU泛洪，泛洪STP选取参数，便于生成树计算；
第一步：选择根桥，即root交换机，交换机ID最小的为root交换机。
- 交换机ID，每台运行STP协议的都有，8个字节，2个字节的桥优先级可以认为设定，默认为32768；后六位为交换机的MAC地址，是交换机背板的MAC，不是端口MAC地址。
- 先比较根桥的桥优先级，比小的，相同的情况下，比MAC地址，也比小。
最开始所有交换机都认为自己是root，通过泛洪BPDU，不停的比较和计算，最后得出root交换机。
- 选择完根桥后，已根桥为参考点计算。
- 非根桥的设备，只有一个根端口：
- 同一台交换机不同端口，距离根路由器最近的、或者开销最小的选为root prot；
- 当开销都一样的情况下，比较发送BPDU者的桥ID，小的成为RP；当桥IDID也一样，则比较发送者的端口ID。
选取DP
阻塞非DP
总结:
- 刚运行的交换网络，所有交换机都会认为自己是root，并且向各个方向泛洪BPDU包；
- BPDU包就包含自己的桥ID，经过义序列的泛洪，得到root；
- 接着选择RP，DP，将非DP阻塞接口。
- 剩下的就是root不断的发BPDU，非root不断的转发，阻塞端口不会转发，最终形成无环树。
10.2.3 案例
10.2.3.1 案例1
- sw1为root，因为桥ID最小；
- RP：SW2和SW3连接SW1的端口；
- DP：SW的所有端口，SW2和SW3连的端口，到根开销一样，比较桥ID；
- SW3和SW2连的端口为阻塞。
10.2.3.2 案例2
- Root不变；
- RP：SW2和SW1连接的RP，SW3和SW2连接的RP；
- DP：SW1的接口，SW2和SW3相连的是DP；一般情况下和RP相连的是DP
- RP是收，DP是发BPDU包
10.2.3.3 案例3
假设带宽一样
- SW4上的RP看SW2和SW3的桥ID，小的方向为RP；
- DP中，和RP相连的设置为DP。
10.2.3.4 案例4
SW1达到SW2的开销一样，桥ID也一样，最后比较SW1的端口ID。
10.2.4 STP端口状态
- BLOCKING：经过选举后，被列为阻塞状态，不转发帧，接受BPDU，当处于阻塞状态超过了计时器最大计时20S，没有收到BPDU包时，就开始不安分；
- LISTENING：侦听数据帧，不转发帧，也不学习，持续15秒；
- LEARNING：学习帧MAC地址，维护MAC地址表，持续15秒；
- FORWARDING：RP和DP的状态；
阻塞端口都会努力转为转发端口。