交换机中的生成树，是什么树？

相信大家家里都有路由器吧！而我们家用的路由器上有WAN、LAN口，当我们不将WAN口接上时，两台终端设备（电脑也叫PC）都接在LAN口下那么这个路由器就成了交换机，而你将一台路由器两根能上网的网线接上另外一台路由器的LAN口时你会发现你的网络变的非常的差，wifi也会很差，微信登录不上，网页打不开，电视剧看不了！这时就有了生成树，这是什么树？其实它叫生成树协议，主要作用就是来防止以上出现的问题，这个问题又叫做环路，广播风暴，因此生成树应运而生。
广播风暴

交换机等交换设备会对广播数据帧进行泛洪操作。若网络中出现环路，交换设备经过多次泛洪之后，网络中就会出现大量方向互异的广播流，远远大过了交换设备所能承载的数据上限，从而正常的数据帧传输受到了抑制，便会导致信道的拥塞，其结果往往是延时或丢帧。
简单的讲是指当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。一个数据帧或包被传输到本地网段（由广播域定义）上的每个节点就是广播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风暴。

Spanning Tree Protocol 生成树协议（简称STP）

STP的主要作用是用来防止2层循环的，上文所说的情况就是二层循环的情况，STP使用生成树算法来创建拓扑数据库，查找冗余并且破坏它。其实就是我去一个地方当存在两条可以选择的时候，这时生成树会将其中一条路封起来，只走一条路这样防止广播风暴。

生成树的种类

思科可用协议：PVST、PVST+、RPVST、MST （网络界的老大哥思科）
公有协议：STP、RSTP、MSTP
STP约等于PVST、RSTP约等于RPVST 、MST=MSTP

生成树的设备角色选举以及端口角色选举

设备角色：根桥、非根桥
端口角色：根端口、指定端口、RPVST（替代端口、备份端口、边缘端口）、三个高级特性（PORTFAST、UPLINKFAST、BACKBONEFAST），PORTFAST=边缘端口、UPLINKFAST=替代端口，BACKBNEFAST=备份端口。

设备角色选举原则
根桥：BID优先级，BID的组成=网桥优先级+网桥MAC（交换机接口最小的MAC），每台交换机都有自己的优先级默认都是32768，而每个端口的MAC地址理论上都是全球唯一MAC也是越小越优。

端口角色选举原则
非根桥上设备上都进行选举一个根端口
根端口：
（1）BPDU发送方向入接口的开销总和
（2）比较发送者的BID，当开销总和一致时进行比较
（3）当前两者比较不出来时，比较发送者的PID PID=端口编号+端口优先级
（4）当以上方法都不能选举出来时，比较接收者的PID

指定端口：（1）BPDU发送方向的反方向所有根端口的开销总和
（2）当上者无法判断时，比较端口所在设备的BID
（3）比较发送者的BID
替代端口：当根端口故障时替代根端口
备份端口：当指定端口故障时替代指定接口

生成树类型特性

STP：最原始的所有vlan基于一棵树
RSTP：加快的生成树的收敛速度
PVST：一个VLAN一颗树
PVST+：在PVST的基础上增加的三个高级特性
RPVST：支持以上特性，加快生成树收敛
MSTP：支持以上所有特性可将多个VLAN基于一个实例

生成树端口状态

STP模式下：down→blocking（阻塞20SBPDU老化时间20s）→listening（监听15s）→learning（学习15s）→fowarding（转发）
RSTP、RPVST：down→learning（学习）→fowarding（转发）

生成树安全特性

1、Root Guard（跟防护）：当我们在某个接口下配置了这个安全特性之后，如果这个接口特性有收到更加优秀的BPDU时这样的话会自动阻塞这个接口（配置在ACCESS接口下）
2、BPDU Guard：如果我们在Trunk的链路上，启用portfast这回导致我们一个冗余连接，有可能产生广播风暴，为了避免这种情况采用BDPUGurad
3、BPDU过滤：不是PORTFAST设置为errdisable状态指示这个接口不再接收转发数据包

P/A机制（请求回应机制）