网络技术：生成树（STP）的根桥、根端口和指定端口的选举原则

生成树（spanning tree prototal）是一种运行在交换机上的二层协议，主要作用是通过协议及时发现二层网络中的环路，并选择性对某些端口进行阻塞，从而将网络修剪成为一个无环的二层网络。接下来通过模拟器实验讲解STP的根桥、根端口和指定端口的选举原则。

一、实验背景

在华为ENSP上使用S5700形成一个倒三角形组网，使用华为交换机开启的默认的生成树协议，根据实验反推STP的选举原则。

二、实验拓扑

         

三、STP的四种名词介绍

• 根桥ID(Root ID)：每一个STP网络里只有一个根桥，也只会存在一个桥ID。
• 链路开销（Cost）：开销和带宽有密切关系，带宽越大开销越小，如1000M链路的带宽开销为19，越小越优先。
• 设备桥ID(Bridge id):由设备优先级+MAC地址组成，越小越优先。
• 端口ID(Port ID):由端口优先级+端口号组成。

四、角色选举流程

五、通过现象反推选举规则

5.1、查看STP端口状态

SW1:

SW2:

SW3

现象是可以看出SW2上的0/0/1被阻塞，其他端口正常进行数据转发。

5.2、选举规则一、根桥的选举（优先级+MAC地址）

5.2.1、比较根桥优先级

由于三台S5700都是默认配置，优先级配置相同（默认优先级32768）。

5.2.2、比较MAC地址大小，越小越优先

• SW1的MAC地址为：4c1f-cc8e-142c
• SW2的MAC地址为：4c1f-ccb1-0c4d
• SW3的MAC地址为：4c1f-cc6f-3755

根据MAC地址越小越优先的原则，前六位都相同，第7位SW3的MAC位值更低，所以选择了SW3为根桥。

5.3、根端口选举

选举原则：SW3交换机两个端口GI 0/0/1和GI 0/0/2都收到了BPDU，各自端口耗费+各自收到的BPDU的cost，哪个端口算出来的值小哪个就是RP；若相同则比较收到的BPDU的bridge ID，较小者优先；再相同则比较BPDU的端口 ID（端口优先级+端口号），较小者优先；如果还是相同则比较本机端口的portID，较小者优先。由于根桥SW3选举成了根桥，所以连接到SW3的接口耗费值更低，所以成为根端口。

SW1根端口为0/0/2为根端口：

SW2根端口为0/0/2为根端口：

两个设备上的根端口都是连接到SW3上的端口。

5.4、选举指定端口

原则：若从某端口收到的所有BPDU里cost值都比自己从这个端口发出的BPDU cost值大，即本端口是这个网段BPDU里cost最小的，那么本端口就是该网段的DP；若最小值有两个以上，则比较Bridge ID，较小者则选举成为该网段的DP；再相同则比较端口ID。

5.4.1、比较端口带的COST值优先级（带宽越大开销越小）

链路都是千兆带宽，都是默认开销COST值都一样，则继续比较桥ID。

5.4.2、比较设备的桥ID

• SW2的MAC地址为：4c1f-ccb1-0c4d
• SW1的MAC地址为：4c1f-cc8e-142c

SW3被选举成为了根，所以不参加指定端口选举。SW2的MAC地址第8位更大，SW2为b:11，SW1：8，则SW2和SW1相连接的接口SW1的0/0/1为指定端口，SW2上的0/0/1被阻塞。

六、注意事项

• 华为模拟器的stp模式默认是MSTP协议。
• MSTP可以修改手动修改根桥优先级（stp instance 0 root primary）从而指定主根桥，通过（stp （instance 0 root secondary）成为备根，让网络更加稳定。