STP 的原理
STP 的原理
1.根交换机（根网桥）选举：
网络中的所有交换机都参与根交换机的选举过程。每个交换机都有一个桥 ID（Bridge ID），桥 ID 由优先级（2 字节）和交换机的 MAC 地址（6 字节）组成。优先级默认值为 32768，可手动配置，且必须是 4096 的倍数（最大为65536）。在选举时，交换机互相交换 BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），比较桥 ID，桥 ID 最小的交换机将成为根交换机。例如在下面的 H3C 设备实验中，通过设置 “stp priority 4096” 命令，将 SW4 的优先级设为 4096，使其成为根交换机。
2.端口角色确定
根端口：在非根交换机上，到根交换机路径开销最小的端口被选举为根端口。路径开销与端口带宽相关，带宽越高，开销越小。根端口负责将数据转发到根交换机。如实验中 SW2 上离根交换机最近的端口就成为根端口。
指定端口：每个网段（连接两个或多个设备的链路）都要选举一个指定端口。指定端口负责向网段转发数据。根交换机上的所有端口都是指定端口。在网段中，比较端口所在交换机到根交换机的路径开销，开销小的端口成为指定端口；若开销相同，则比较端口所在交换机的桥 ID，桥 ID 小的交换机上的端口成为指定端口。
阻塞端口：既不是根端口也不是指定端口的端口将被设置为阻塞状态。阻塞端口不转发数据，仅接收 BPDU，用于检测网络拓扑变化。当网络拓扑发生变化时，阻塞端口可能会转换为转发状态，重新构建网络连接。例如在环形网络拓扑中，为防止环路，部分端口会被阻塞。
3.BPDU 交互：
交换机通过周期性发送 BPDU 来交换网络信息，包括根桥 ID、路径开销、端口 ID 等。BPDU 有两种类型，配置 BPDU 用于选举根交换机、确定端口角色等；拓扑变更通知 BPDU（TCN BPDU）用于在网络拓扑发生变化时，通知其他交换机重新计算生成树。正常情况下，根交换机每隔 2 秒发送一次配置 BPDU，其他交换机收到后会将其转发。当网络拓扑发生变化时，检测到变化的交换机会发送 TCN BPDU，最终通知根交换机，触发全网重新计算生成树。
STP实验
实验需求
开启所有设备，等待STP收敛后观察STP状态
使SW4成为根网桥
使闭塞端口出现在SW2上
把SW1上连接的PC的端口配置为边缘端口
实验
1.等待STP收敛后，查看STP运行状态，找出根网桥，闭塞端口
步骤1：根据HCL模拟器的运行机制，SW1的Mac地址应该是最小的，会成为根网桥，在SW1上查看STP运行状态，确认SW1为根网桥
<H3C>system-view
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[H3C]sysname SW1
[SW1]
[SW1]display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------Bridge ID : 32768.128e-3107-0100Bridge times : Hello 2s MaxAge 20s FwdDelay 15s MaxHops 20Root ID/ERPC : 32768.128e-3107-0100, 0RegRoot ID/IRPC : 32768.128e-3107-0100, 0RootPort ID : 0.0BPDU-Protection : DisabledBridge Config-Digest-Snooping : DisabledTC or TCN received : 5Time since last TC : 0 days 0h:1m:32s
<H3C>system-view
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[H3C]sysname SW2
[SW2]display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------Bridge ID : 32768.128e-3809-0200Bridge times : Hello 2s MaxAge 20s FwdDelay 15s MaxHops 20Root ID/ERPC : 32768.128e-3107-0100, 20RegRoot ID/IRPC : 32768.128e-3809-0200, 0RootPort ID : 128.2BPDU-Protection : DisabledBridge Config-Digest-Snooping : DisabledTC or TCN received : 4Time since last TC : 0 days 0h:1m:39s
<H3C>system-view
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[H3C]sysname SW3
[SW3]
[SW3]display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------Bridge ID : 32768.128e-3e1f-0300Bridge times : Hello 2s MaxAge 20s FwdDelay 15s MaxHops 20Root ID/ERPC : 32768.128e-3107-0100, 20RegRoot ID/IRPC : 32768.128e-3e1f-0300, 0RootPort ID : 128.2BPDU-Protection : DisabledBridge Config-Digest-Snooping : DisabledTC or TCN received : 7Time since last TC : 0 days 0h:1m:48s
<H3C>system-view
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[H3C]sysname SW4
[SW4]
[SW4]display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------Bridge ID : 32768.128e-444d-0400Bridge times : Hello 2s MaxAge 20s FwdDelay 15s MaxHops 20Root ID/ERPC : 32768.128e-3107-0100, 40RegRoot ID/IRPC : 32768.128e-444d-0400, 0RootPort ID : 128.2BPDU-Protection : DisabledBridge Config-Digest-Snooping : DisabledTC or TCN received : 15Time since last TC : 0 days 0h:1m:53s
比较Bridge ID 最小的为根网桥（如图SW1为根网桥）
步骤2：在SW4上查看端口状态，发现SW4的g1/0/2被闭塞
[SW1]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE
[SW2]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 ROOT FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE
[SW3]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 ROOT FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE
[SW4]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 ROOT FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 ALTE DISCARDING NONE
查看SW1,SW2,SW3,SW4链路的状态。（SW4链路g1/0/2闭塞）
2.使SW4成为新的根网桥
分析：要想使SW4成为根网桥，就是让SW4的优先级成为全网最小。只要把SW4的优先级改成比3其它小就可以了
步骤1：修改SW4的优先级为4096
[SW4]stp priority 4096
[SW4]%Jul 3 11:34:50:637 2025 SW4 STP/6/STP_DETECTED_TC: Instance 0's port GigabitEthernet1/0/2 detected a topology change.
步骤2：在SW4上查看STP运行状态，发现SW4已经成为新的根网桥
[SW4]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 DESI FORWARDING NONE
[SW4]display stp
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------Bridge ID : 4096.128e-444d-0400Bridge times : Hello 2s MaxAge 20s FwdDelay 15s MaxHops 20Root ID/ERPC : 4096.128e-444d-0400, 0RegRoot ID/IRPC : 4096.128e-444d-0400, 0RootPort ID : 0.0BPDU-Protection : DisabledBridge Config-Digest-Snooping : DisabledTC or TCN received : 15Time since last TC : 0 days 0h:0m:59s
从Bridge ID中可以看到更改成功
[SW1]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 ROOT FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 ALTE DISCARDING NONE
[SW2]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 ROOT FORWARDING NONE
[SW3]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 DESI FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 ROOT FORWARDING NONE
查看链路发现链路已经改变
3.使闭塞端口出现在SW2上
SW4成为了根网桥，按照STP计算机制，闭塞端口此时应该在SW1上。要使闭塞端口到SW2上，就需要让SW2到SW4的cost比SW1到SW4更大。H3C交换机千兆口的cost默认是20，我们可以把SW2的g1/0/2接口的cost改为1000
在SW2上进入g1/0/2接口的接口视图，修改stp cost为1000
[SW2]int
[SW2]interface g1/0/2
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]stp cost 1000
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]%Jul 3 11:40:15:206 2025 SW2 STP/6/STP_NOTIFIED_TC: Instance 0's port GigabitEthernet1/0/1 was notified a topology change.
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]display stp brief MST ID Port Role STP State Protection0 GigabitEthernet1/0/1 ROOT FORWARDING NONE0 GigabitEthernet1/0/2 ALTE DISCARDING NONE
4.把SW1连接PC的所有接口配置为边缘接口
[SW1]interface g1/0/3
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]stp ed
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]stp edged-port
Edge port should only be connected to terminal. It will cause temporary loops if port GigabitEthernet1/0/3 is connected to bridges. Please use it carefully.
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]interface g1/0/4
[SW1-GigabitEthernet1/0/4]stp ed
[SW1-GigabitEthernet1/0/4]stp edged-port
Edge port should only be connected to terminal. It will cause temporary loops if port GigabitEthernet1/0/4 is connected to bridges. Please use it carefully.
[SW1-GigabitEthernet1/0/4]