如果交換機(jī)的某個(gè)端口進(jìn)入了轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（啟動(dòng)了 PortFast 技術(shù)除外），將產(chǎn)生拓?fù)渥兏?a target="_blank">信號(hào)。

如果交換機(jī)的某個(gè)端口從轉(zhuǎn)發(fā)或?qū)W習(xí)狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，將產(chǎn)生拓?fù)渥兏盘?hào)。

為了發(fā)送拓?fù)渥兏盘?hào)，交換機(jī)會(huì)在每個(gè)Hello時(shí)間間隔從根端口向外發(fā)送TCN BPDU。

直到上行的指定橋鄰居確認(rèn)了 TCN BPDU。

鄰居會(huì)在自身的根端口上繼續(xù)中繼TCN BPDU直到根橋收到為止。

根橋通過(guò)發(fā)送配置BPDU來(lái)將拓?fù)渥兏ㄖo整棵生成樹(shù)，這種BPDU設(shè)置了拓?fù)渥兏唬═C）。

此操作將導(dǎo)致所有的下行交換機(jī)將其地址表老化時(shí)間（默認(rèn)300秒）減少到轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)（默認(rèn)15秒），使得交換機(jī)將不活動(dòng)的MAC地址更快的刷新出地址表。

增強(qiáng) STP 的穩(wěn)定性

STP根保護(hù)（Root Guard）特性用來(lái)在交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)強(qiáng)制根橋位置及身份。

在端口啟用了Root Guard特性后，如果該端口收到了更優(yōu)的BPDU，那么Root Guard將停用此端口。

此技術(shù)用于避免其他交換機(jī)意外地成為根橋。

應(yīng)該在所有不應(yīng)出現(xiàn)根橋的端口上啟用STP Root Guard 特性，這樣做保護(hù)了當(dāng)前主根橋和備根橋的選擇。

單向鏈路檢測(cè)（UDLD）提供了一種檢測(cè)單向傳輸鏈路的方法，使得STP無(wú)法常規(guī)檢測(cè)出來(lái)或阻止的路由環(huán)路和流量黑洞得以防止。

工作在2層的UDLD發(fā)送含有設(shè)備ID與端口ID的數(shù)據(jù)包至交換機(jī)端口所連的鄰居設(shè)備。

同時(shí)，鄰居將任何收到的UDLD 數(shù)據(jù)包原路發(fā)回，以便讓它的鄰居知道該數(shù)據(jù)包已經(jīng)被對(duì)端鄰居識(shí)別。

UDLD消息以消息間隔（message interval）時(shí)間發(fā)出，通常默認(rèn)值為15秒。

UDLD可工作在兩種模式下：

普通模式（normal mode）

單向鏈路作為一種錯(cuò)誤被檢測(cè)并報(bào)告出來(lái)，但不做其他動(dòng)作。

主動(dòng)模式（aggressive mode）

單向鏈路作為一種錯(cuò)誤被檢測(cè)并報(bào)告出來(lái)，在8次嘗試（1秒一次，共8秒）重新建立鏈路后停用端口。停用的端口須手工重新啟用。

STP環(huán)路防護(hù)（Loop Guard）技術(shù)用來(lái)在根端口（root port）和替換根端（alternate root port）上檢測(cè)BPDU的缺失。如果收不到BPDU，非指定端口將被臨時(shí)停用，用來(lái)防止非指定端口錯(cuò)誤的成為指定端口并進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

對(duì)于所有可能活動(dòng)STP拓?fù)鋪?lái)說(shuō)，應(yīng)該在所有根端口和替換根端口（兩者都是非指定端口）上啟用STP Loop Guard。

STP 運(yùn)作實(shí)例

來(lái)看一個(gè)STP運(yùn)作的例子，如下圖所示為3臺(tái)Catalyst交換機(jī)互連成的三角形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。

RP代表根端口，DP代表指定端口，F(xiàn)代表處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的端口，X代表處于阻塞狀態(tài)的端口。

生成樹(shù)算法過(guò)程如下：

01選舉根橋

所有3臺(tái)交換機(jī)都具有相同的橋優(yōu)先級(jí)（都為默認(rèn)值32768）。但Catalyst A具有最小的MAC地址（00-00-00-00-00-0a），故Catalyst A選舉成為根橋。

02選舉根端口

在每臺(tái)非根橋交換機(jī)上計(jì)算出最低的根路徑開(kāi)銷。

在Catalyst B上為端口1/1，其端口路徑開(kāi)銷為 0+19， Catalyst C上為端口1/1，其根路徑開(kāi)銷同樣是 0+19。

03選舉指定端口

根據(jù)規(guī)定，根橋上的所有端口都將成為各自網(wǎng)段的指定端口。

因此，Catalyst A上的端口1/1與1/2都為指定端口。

Catalyst B端口1/2與Catalyst C 端口1/2 共享一個(gè)網(wǎng)段，須在兩端口之間選舉出一個(gè)指定端口。

這兩個(gè)端口的根路徑開(kāi)銷都為0+19+19，即38，出現(xiàn)了平局。

再選出最低的發(fā)送方的BID，故Catalyst B（MAC 地址最小）的端口1/2 選舉成為指定端口。

04既不是根端口又不是指定端口的所有端口將處于阻塞狀態(tài)

唯一剩下的Catalyst C上端口1/2，既不是根端口，又不是指定端口。該端口將進(jìn)入阻塞狀態(tài)（圖中X所示 ）。

配置STP

01（可選）啟用或禁用 STP

(global) [no] spanning-tree [vlan vlan]

默認(rèn)情況下， STP 啟用在 VLAN 1 和任何新創(chuàng)建的 VLAN 中。

如果未指定具體的 VLAN，將在所有 VLAN 上啟用或禁用 STP。

要知道如果禁用了 STP，將不能檢測(cè)并防止橋接環(huán)路的形成。交換機(jī)應(yīng)始終啟用 STP。

02（可選）設(shè)置交換機(jī)的 STP 模式

spanning-tree mode (pvst I mst I rapid- pvst]

默認(rèn)情況下，所有 Catalyst 交換機(jī)為每個(gè) VLAN 的 STP 實(shí)例運(yùn)行 PVST+模式的 STP。

想要配置成其他的STP模式，須明確使用選項(xiàng)rapid-pvst（帶有IEEE兼容性的每 vlan 802.1w）或mst。

03（僅適用于 MST）激活一個(gè) MST 實(shí)例

（1）進(jìn)入 MST 配置模式

spanning-treemst configuration

（2）定義 MST 區(qū)域

（mst )namename

（mst )revisionrevision-number

使用name（最多32字符的文本字符串）來(lái)定義MST區(qū)域。

如果未指定區(qū)域名，系統(tǒng)將不使用區(qū)域名。用戶可以使用區(qū)域修訂號(hào)來(lái)指出區(qū)域配置改變的次數(shù)。

修訂號(hào)revision-number（0～65535，默認(rèn)為 1）須明確地設(shè)定，并且不會(huì)隨區(qū)域配置變化自動(dòng)遞增。

（3）將一個(gè)或多個(gè)VLAN映射到實(shí)例中

instance instance-id vlanvlan-range

此命令用于將vlan號(hào)（ 1～1005、1025～4094）映射到 MST instance（0～15）中。

映射關(guān)系將保存在MST區(qū)域緩存中。

（4）退出 MST 配置模式

（mst）end

輸入end命令將退出并返回到特權(quán)模式。同時(shí)配置的改變立即生效。

但如果想永久保存MST配置，須將配置保存至NVRAM中。

04（可選）放置根橋交換機(jī)

（global）spanning-tree vlanvlanroot {primary | secondary} [diameternet-diameter ][hello-timehello-time]

或

（global） spanning-tree mstinstance-idroot {primary | secondary} [diameternet-diameter ][hello-timehello-time]

帶有參數(shù) primary 的命令將使交換機(jī)成為若干 VLAN（1～1005和1025～4094）或指定的STP 實(shí)例（1～16，如未指定即VLAN 1）的主根橋。

網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)的修改規(guī)則如下：如果大于8192，將被設(shè)置成8092；

如果小于8192，將被設(shè)置成比當(dāng)前根橋優(yōu)先級(jí)更小的值。

可以使用關(guān)鍵字 secondary來(lái)指定備根橋或次根橋，以防主根橋失效。

這里，網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)將被設(shè)置成16384（對(duì)于MST來(lái)說(shuō)，根橋優(yōu)先級(jí)被設(shè)置成24576，備根橋被設(shè)置成 28672）。

關(guān)鍵字diameter指定了網(wǎng)絡(luò)中兩端點(diǎn)之間的直徑，即網(wǎng)橋或交換機(jī)的數(shù)量（1～7，默認(rèn)為7）。

可同時(shí)設(shè)定Hello時(shí)間間隔（默認(rèn)2秒鐘）。

網(wǎng)絡(luò)直徑的設(shè)置將導(dǎo)致系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并修改其他STP計(jì)時(shí)器值。

可使用其他命令明確地調(diào)整計(jì)時(shí)器值，不過(guò)調(diào)整直徑隱藏了計(jì)時(shí)器計(jì)算的復(fù)雜性。

05（可選）調(diào)整網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)

（global）spanning-tree vlanvlanprioritypriority [diameternet-diameter ][hello-timehello-time]

或

（global）spanning-tree mstinstance-idprioritypriority [diameternet-diameter ][hello-timehello-time]

用戶可以直接將網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)修改成其他數(shù)值，而不是自動(dòng)獲得的主備根橋的優(yōu)先級(jí)。

優(yōu)先級(jí)可基于每VLAN或STP實(shí)例來(lái)設(shè)定。

選項(xiàng)instance-list指定了實(shí)例號(hào)，可使用逗號(hào)或連字符來(lái)定義一個(gè)或一組實(shí)例。

如果想強(qiáng)制某臺(tái)交換機(jī)成為根橋，應(yīng)為此交換機(jī)配置一個(gè)比在VLAN或STP實(shí)例中其他所有交換機(jī)都要低的優(yōu)先級(jí)。

對(duì)于PVST+來(lái)說(shuō)網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)范圍介于 0～65535（默認(rèn)為 32768），不過(guò)，當(dāng)啟用擴(kuò)展 VLAN 支持功能后，優(yōu)先級(jí)只能設(shè)定成以下固定數(shù)值：

0（優(yōu)先級(jí)最高）、4096、8192、12288、16384、20480、24576、28672、32768、36864、40960、45056、49152、53248、 57344和61440（優(yōu)先級(jí)最低）。

06（可選）阻止端口成為STP根端口

(interface) spanning -tree rootguard

此命令將在端口或接口上啟用 STP Root Guard（根保護(hù)）特性。

如果連接到此端口的網(wǎng)橋通告一個(gè)更低的橋ID并成為了根橋，此端口將進(jìn)入root-inconsistent（偵聽(tīng)）STP狀態(tài)。

當(dāng)此端口不再能檢測(cè)到根橋的BPDU時(shí)，將退回到正常的工作狀態(tài)。

07（可選）調(diào)節(jié)根路徑開(kāi)銷

（1）（可選）設(shè)置端口開(kāi)銷取值范圍

(global)spanning-tree pathcost defaultcost-method[long I short]

默認(rèn)下， PVST+的交換機(jī)使用 short 模式（16 比特）端口開(kāi)銷值。

如果有10Gbit/s或以上的端口，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中的所有交換機(jī)上將端口開(kāi)銷取值范圍設(shè)定為 long 模式（32 比特）。

MISTP、 MISTP-PVST+及 MST 默認(rèn)使用“長(zhǎng)模式”的端口開(kāi)銷。

（2）設(shè)定所有VLAN或?qū)嵗亩丝陂_(kāi)銷

此命令可將所有VLAN或STP實(shí)例的端口開(kāi)銷設(shè)定成cost （短模式或 MISTP模式下為 1～65535，在長(zhǎng)模式下為 1～200000000）。

（3）設(shè)定每 VLAN 或每個(gè)實(shí)例的端口開(kāi)銷

（interface）spanning-tree vlanvlan-idcostcost

或

（interface） spanning-tree mst instance-id cost cost

此命令可將 VLAN vlan-id 或 STP 實(shí)例 instance-id（0～15）的端口開(kāi)銷設(shè)定為 cost（短模式為 1～65535，長(zhǎng)模式為 1～200000000）。

08（可選）調(diào)節(jié)端口優(yōu)先級(jí)

（1）設(shè)定所有 VLAN 或?qū)嵗亩丝趦?yōu)先級(jí)

此命令將端口優(yōu)先級(jí)設(shè)定成priority(2～255)。

（2）設(shè)定每 VLAN 或每個(gè)實(shí)例的端口優(yōu)先級(jí)

（interface） spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority

或

（interface）spanning-tree mst instance-id port-priority priority

此命令將VLAN vlan-id或STP實(shí)例instance-id（0～15）的端口優(yōu)先級(jí)設(shè)定為。

09（可選）使用 UDLD 檢測(cè)單向連接

（1）在交換機(jī)上啟用 UDLD

默認(rèn)情況下， UDLD 處于停用狀態(tài)。

在將 UDLD 應(yīng)用在特定端口之前須先將其啟用。

Supervisor IOS 中可使用關(guān)鍵字 aggressive 來(lái)在所有以太網(wǎng)光纖端口上全局地啟用UDLD主動(dòng)模式。

（2）（可選）調(diào)整UDLD消息間隔計(jì)時(shí)器

此命令將 UDLD 消息時(shí)間間隔設(shè)定成interval（7～90 秒，默認(rèn) 60 秒）。

（3）在特定端口上啟用UDLD

( interface)udld [enable I disable ]

在交換機(jī)上全局啟用 UDLD 后， UDLD 將默認(rèn)啟用在所有以太網(wǎng)光纖端口上。

默認(rèn)下，在所有的以太網(wǎng)雙絞線介質(zhì)端口上， UDLD處于停用狀態(tài)。

（4）（可選）在特定端口上啟用UDLD主動(dòng)模式

( interface)udld aggressive

在端口上啟用 UDLD 主動(dòng)模式之后，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到單向連接時(shí)將停用此端口。

問(wèn)題修正后須手動(dòng)地重新啟用該端口。

在 Supervisor IOS 中，可使用特權(quán)命令udld reset來(lái)重新啟用所有被UDLD停用的端口。

10（可選）使用 Loop Guard 特性來(lái)增強(qiáng) STP 的穩(wěn)定性

( interface)spanning-tree loopguard

Loop Guard（環(huán)路防護(hù)）特性應(yīng)只啟用在已知的根端口或替換根端口上。

例如，接入層交換機(jī)的上行端口一定是根端口或替換根端口，原因是這些端口離根橋最近（假定用戶將根橋放置在了網(wǎng)絡(luò)的中心位置）。

審核編輯：湯梓紅