生成树协议是什么？
定义 ：生成树协议（Spanning Tree Protocol，简称STP）是一种数据链路层协议，主要用于防止交换机冗余链路产生的环路 ，确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构，从而避免广播风暴和大量占用交换机资源
为什么需要STP协议
网络中存在环路是造成广播风暴最常见的原因。
下面以ARP报文为例，说明环路会存在什么问题，环路如何造成广播风暴
ARP造成网络风暴
在一个局域网（同一网段）中，设备之间的通信首先要通过ARP报文获取目的IP对应的MAC地址。首先交换机会查找ARP缓存表，（ARP缓存表存的是IP地址和MAc地址的对应关系，且有老化时间，过一段时间会消失）：
- 如果ARP缓存表中有目的交换机的MAC，直接发送数据包
- 如果ARP缓存表中没有目的交换机的MAC，发送ARP请求报文
原理
假设网络连接图如上图，形成了环路。PCA要与PCB通信，PCA首先发送ARP报文（广播），每个设备收到报文之后都会进行泛洪（向入端口之外的端口发ARP广播包）。
- PCB收到了ARP请求（来自SW3），并会进行单播回复（这个回复是正常的，不会形成风暴）。
- 但是，SW2 和 SW3 同时通过链路B向对方发送了一个ARP请求的副本！然后就会一直循环在这个圈里打转~~
ARP报文包括以太网帧头和ARP报文数据。网上有很多资料，就不详细展开了，需要注意：
- 以太网帧头的目的MAC用的全F广播，ARP报文数据中的MAC地址用全0填充。
- 以太网帧头类型字段是0X0806表示ARP。
STP如何解决广播风暴问题
核心思路：把网络中的环变成一个树，因为树形结构是没有环路的。
BPDU（网桥协议数据单元）
BPDU封装在以太网帧中，包含下面的一些关键信息，后续交换机之间就是通过这个报文来确定阻断哪条路的：
- 根桥ID：当前根桥的标识（由桥ID和MAC地址组成）。
- 根路径成本：从发送BPDU的交换机到根桥的累计路径成本。
- 发送桥ID：发送此BPDU的交换机的ID。
- 端口ID：发送此BPDU的端口的ID。
- 计时器：Hello时间、转发延迟、最大生存时间等。
原理
选举根桥
在所有的交换机中选择一个交换机作为根桥，建议手动配置。当所有交换机都启动STP后，都认为自己是根桥，然后发送BPDU报文。一轮轮比较确定根桥，值越小越优
桥ID > MAC地址选举根端口
每台非根桥按照到达根桥路径成本最小的原则，选取根端口。还是根据一轮一轮的比较来确定，值越小越优。比较顺序为：
arduino
Root Path Cost > Bridge ID（发送者桥ID）> Port ID（发送者端口ID）> 本地端口ID（不在BPDU报文中）选举指定端口
- 连接在同一个网段上的交换机，互相比较谁到达根桥的路径成本更小。
- 路径成本最小的那台交换机，它连接这个网段的端口就成为指定端口。
- 如果路径成本相同，则比较交换机的桥ID（小的优）。
阻塞
既不是根端口，也不是指定端口的，阻塞！
配置示例（华为）
通常配置的时候都是直接指定根桥，再指定一个备份根桥。防止他自己选举选到性能较差的交换机作为根桥。配置比较简单，放个链接：