Spanning Tree Protocol

Spanning Tree Protocol(IEEE802.1d):
1.STP的主要任務是要預防在第 2 層的網路上發生網路迴圈loop，藉由關閉停止(Blocking)冗餘(Redundant Link)的鏈路來確定迴圈不會發生。
2.STP所採用的演算法則就是Spanning Tree Algorithm (STA)。

portfast：
1.把一個port設定了portfast，就是讓那個port不再使用STP的演算法，直接進入轉發狀態，節省了30S。
2.portfast只能用在接入層,也就是說switch的埠是接HOST的才能起用portfast,如果是接switch的就一定不能啟用,否則會造成新的環路.
3.將SWITCH的埠設定為spanning-tree portfast後，如果這個埠接到其他SWITCH或者HUB上就可能造成環路問題。
4.加上 spanning-tree bpduguard enable之後，當這個埠在收到BPDU包後就會進入errdisable狀態，從而避免環路。

backbonefast
backbonefast可以使阻塞埠立即進入監聽狀態，無需等待最大壽命計時器，節省20S。
backbonefast不能夠排除轉發延遲(15S)，並且不支持直連的鏈路失效(即直連鏈路失效，backbonefast不支持)。

BPDU
1.Switch會和網路內其他的Switch分享訊息，而交換訊息的資料單位就是所謂的「橋接通訊協定資料單位 (Bridge Protocol Data Units；BPDU) 」。
2.傳送出每隔 2 秒 hello time BPDU, max age 20s, forward delay 15s

blocking 20s ->listening , 15s->learning ,15s->forwarding

STP的收斂需要花費30S-50S的時間。

在偵聽的情況下只能處理bpdu。

學習狀態下學習MAC位址。

在轉發狀態下，轉發資料幀。

如果埠在20S內沒收到BPDU將會轉入blocking狀態。

根橋接器 (root bridge)
1.有最低橋接器 ID由橋接器的優先權 (預設上所有的 Cisco 交換器是 priority 32,768) 與MAC 位址決定。
Bridge ID (64bit)= priority (16 bits)  + MAC 位址 (48 bits)
2.根橋接器決定那個埠要阻絕blocking模式，那個埠要設在轉送forwarding模式。

非根橋接器 (non root bridge)
根橋接器以外的所有橋接器。

根埠 (root port)
直接與根橋接器相連的埠，或抵達根橋接器的最短路徑的埠。

1.如果有一條以上的鏈路連結到根橋接器，則藉由檢查每條鏈路的"頻寬(data rate)"來決定埠成本，並以最低成本的埠設為根埠。

2.如果"有多條鏈路的成本相同"，則使用"最低宣傳橋接器 ID "。

data rate         stp cost
10Mb/s                  100
100Mb/s                 19
1GMb/s                  4
10G                     2

3.但因為多條鏈路可能都是來自於同一部裝置，這時就使用最低的埠號(port1-24)。

指定埠 (designated port)

因為有最佳 (低) 成本而被選定的埠。

指定埠會被標示成轉送埠forwarding port。

非指定埠
成本比指定埠高的埠，這種埠會放入凍結模式 (blocking mode)。

轉送埠 (forwarding port)
轉送埠可轉送訊框。

凍結埠 (blocking port)
凍結埠不會轉送訊框，以預防迴圈；但凍結埠仍會聆聽訊框。