生成树协议的作用

生成树协议的作用

功能强大、可靠的网络需要有效地传输流量，提供冗余和故障的快速恢复功能。在第2层网络中，路由协议不可用，生成树协议通过从软件层面修改网络物理拓扑结构来构建一个无环路逻辑转发拓扑结构，提供了物理线路的冗余连接，消除了网络风暴，从而提高网络的稳定性和减少网络故障的发生率。

生成树协议的原理

生成树协议（Spanning Tree Protocol）是在网络有环路时，通过一定的算法将交换机的某些端口进行阻塞，从而使网络形成一个无环路的树状结构。

1、生成树协议的工作过程

采用三个规则来使某个端口进入转发状态：

生成树协议选择一个根网桥，根网桥的所有端口都处于转发状态

每一个非根网桥选一个端口到根网桥中且管理成本最低的

端口作为根端口，生成树协议将使根端口处于转发状态

当网络中有多个网桥时，它们会将其到根网桥的管理成本宣告出去，其中管理成本最低的网桥作为指定网桥，指定网桥中发送最低管理成本BPDU的端口为指定端口，该端口处于转发状态，所有其他端口被置为阻塞状态

2、根网桥的选择

开始所有网桥都通过发送STP报文来声明自己是根网桥，这些交换信息的数据成为网桥协议数据单元（BPDU），BPDU 包含以下内容：

根网桥的ID

一个可设置的优先级这是根网桥的优先级

到达根网桥的成本

发送该BPDU的网桥ID

根网桥的选择条件：

最小优先级别的网桥将成为根网桥

若优先级别相同，则具有最小网桥ID的网桥成为根网桥

注：网桥或交换机选择地址池中的一个MAC地址作为网桥

的ID，由于MAC地址的唯一性，所以网桥ID也是唯一的。用来标识根网桥和优先级、网桥ID和成本的报文成为hello 数据包。STP就是通过hello数据包中的内容来判断网络中

是否有比自己更合适作为根网桥的网桥，如果有就停止并且转发合适网桥的hello数据包，最终将有一台网桥成为根网桥。

3、根端口的选择

不是根网桥的交换机都选择一个根端口，这是通过判断出有最小根路径成本的端口做到的，这个代价一直带在BPDU上，沿途的每台不是根网桥的交换机都把接收BPDU的端口的

本地端口成本加上去，伴随BPDU的产生，就累加出了根路径成本。

4、制定端口的选择

在每个网段上选择一个交换机端口处理该网络的流量，在网段内最小根路径成本的端口就为指定端口。

5、删除桥接环

既不是根端口也不是指定端口的交换机端口被设为阻塞状态。这一步断开了不设置阻塞将会形成的所有桥接环。

6、生成树协议的端口状态

禁用（Disabled）关闭的端口。

阻塞（Blocking）不能接收或传输数据，不能把MAC地址加入它的地址表，只能接收BPDU。

监听（Listening）由根端口或指定端口担任，不能接收或传输数据，不能把MAC地址加入它的地址表，只能接收或发送BPDU。

学习（Learning）在转发延时（Forward Delay）计时时间（默认15s）后，端口进入学习状态。不能传输数据，但可接收或发送BPDU，可学习MAC地址并加入它的地址表。

转发（Forwarding）在下次转发延时（Forward Delay）计时时间（默认15s）后，端口进入转发状态。能接收或传输数据，能学习MAC地址并加入它的地址表，也可接收或发送BPDU。

比如这样的一种情况,有三台交换机SW1,SW2,SW3,它们两两相连...

SW1==SW2

\\ //

SW3

这样,很明显会出现环路,但是如果启用了STP,则其会选举一个交换机作为根交换机(root),再以此根为起点选择一条到其

择了SW1-SW2,SW1-SW3两条链路,这样再自动断开某些链路,比如这里断开了SW2-SW3的链路(其实是将SW2或SW3的某个down掉),这样环路就会避免了...

而如果后来某条选择了的链路(比如SW1-SW2)出现问题的话,会自动启用回原来断开了的SW2-SW3链路...使网络能够正常运行...