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23、 简述 STP（802.1D）的作用及工作原理. RSTP（802.1W）收敛速度为什么比 802.1D 快？有哪些方面？
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STP协议(生成树协议),是一个二层管理协议，标准为IEEE802.1D。
因为当交换机之间存在冗余（备份）路径，以及交换机的泛洪机制，导致交换机之间产生二层交换环路，造成广播风暴，MAC地址表不稳定，数据帧的重复拷贝。而STP协议它提供了网络的动态冗余切换机制即逻辑性的阻塞某个接口（在交换机之间通过发送比较信息），能在网络设计中部署备份线路，并且保证：
? 在主线路正常工作时，备份线路是关闭的。
? 当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。
RSTP（rapid spanning tree protocol）是STP的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。
STP协议的作用:主要是通过采用无环路路径来避免和消除网络中的环路
STP的工作过程：
运行生成树算法(STA)的交换机缺省每两秒钟发送BPDU；
选取唯一一个根网桥，根桥上的所有端口都是指定端口；
在每个非根网桥选取唯一一个根端口；在每网段选取唯一一个指定端口。
- 选取唯一一个根网桥：BPDU中包含Bridge ID;
Bridge ID(8B)=优先级(2字节)+交换机MAC地址(6字节);
Cisco交换机的优先级默认为32768，可以修改，范围0－65535；
优先级值最小的成为根网桥；
优先级值相同，MAC地址最小的成为根网桥；
Bridge ID值最小的成为根网桥；
根网桥缺省每2秒发送一次BPDU； - 在每个非根网桥选取唯一一个根端口：根网桥上没有根端口；
端口代价最小的成为根端口；
端口代价相同，Port ID最小端口的成为根端口；
Port ID通常为端口的MAC地址+端口优先级，Cisco交换机的端口优先级默认为128，可以修改，范围0－128；
MAC地址最小的端口成为根端口； - 在每网段选取唯一一个指定端口：
端口代价最小的成为指定端口；
根网桥上的端口到各网段的代价最小；
通常只有根网桥端口成为指定端口；
被选定为根端口和指定端口的进行转发状态；落选端口进入阻塞状态，只侦听BPDU； - 阻塞端口在指定的时间间隔（缺省20秒）收不到BPDU时，会重新运行生成树算法进行选举；
缺点：在运行生成树算法的过程中，网络处于阻断状态，所有端口都不进行转发。
计算过程为30－50秒。
根端口是到根桥开销最低的端口，所谓的根端口即用来向根桥发送数据的端口。
交换网络里根端口和指定端口以外称为非指定端口，非指定端口在网络里面被生成树协议设为阻塞状态。
每个交换机只能有一个根端口，一个物理网段只能有一个指定端口，一个交换网络里面只能有一个根交换机。
生成树端口状态：正常情况下，端口状态有两种阻塞状态、转发状态。当设备发现拓扑发生变化时，将出现两种过渡状态，侦听状态和学习状态。
阻塞状态：所有端口一开始都处于阻塞状态，以防止二层环路。处于阻塞状态的端口能够接收BPDU包，但不发送BPDU包。
监听状态：在监听状态中，交换机能够决定根，并且可以选择根端口、指定端口和非指定端口。在监听状态的过程中，端口能够发送和接收BPDN包，但不转发数据帧。
学习状态：学习状态说白了就是学习MAC，完成MAC地址表的收敛。但不转发数据帧。
转发状态：在转发状态中，二层接口可以转发数据帧。
RSTP（802.1W）收敛速度为什么比 802.1D 快？有哪些方面？
RSTP不在依赖于生成树中的计时器进行收敛，使用BPDU中的flags字段中的信息进行分布式收敛（可在2–3s内完成收敛）。
并且RSTP在STP基础上额外定义了两种port role（注意这里的概念，端口角色），分别是alternate（替代端口：是根端口的替换端口）与backup（备份端口：是指定端口的备份端口）。另外重新规定了port state（端口状态），分别为discarding（丢弃）、Learning（学习）、Forwarding（转发）.
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24、 MSTP 原理？
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基于实例（Instance）计算出多棵生成树，每个实例都会生成自己的生成树，并且每个实例可以包含一个或多个VLAN，每一个VLAN只能映射到一个实例。交换机可以通过配置多个实例，实现不同VLAN组之间的负载分担。
在以太网中部署MSTP协议后可实现如下功能：
形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
多棵生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同的路径转发。STP/RSTP的缺陷：
RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但RSTP和STP还存在同一个缺陷：由于局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，因此无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，链路被阻塞后将不承载任何流量，还有可能造成部分VLAN的报文无法转发
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25、 生成树有什么缺点？你知道有哪些技术可以弥补这些缺点？
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STP的缺点在于无法在一棵树中利用所有线路，链路利用率低。
解决方法，RSTP/MSTP技术，链路利用率高，收敛速度快。