1、STP（生成树协议）的详解生成树协议在企业的网络中用到的是非常多的，所以在这我们说下生成树协议。一下主要是其简介，具体的分类功能我们以后再说，也可以给我留言。STP 相关资料网桥是如何出现的网桥出现之前，广泛应用的是集线器（多端口的转发器） ，并采用CSMA/CD 机制。CSMA/CD 是一种分布式介质访问控制协议，网络中的各个节点都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个节点在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。这时，如果两个以上的节点同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个节点必须有能力随时检测冲突是否发生，一
2、旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。这样的效率太低。人们急切的需要一个可以提高效率的设备，因此，网桥出现了。总共产生了多少种网桥由于侧重点不同，总共产生了两种网桥，一种是透明网桥，一种是源路由网桥。透明网桥容易安装，但网络资源的利用不充分。源路由(sourceroute)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧，每个发现帧都记录所经过的路由。发现帧到达目的站时就沿各自的路由返回源站。源站在得知这些路由后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。凡从该源站向该目的站发送的
3、帧的首部，都必须携带源站所确定的这一路由信息，由于过于复杂，所以未成为标准，作为一个附加特性，主要用在令牌环网络中。为什么网桥要叫做透明网桥因为对于用的人来说，啥都不用做，插上电源和网线就行，原有网络也看不见它。透明网桥引发的问题透明网桥虽然比集线器聪明，但是，依然不够聪明。这里需要引进一个概念，叫做单点故障，所谓单点故障，就是一点发生故障，则整个网络网络瘫痪。为了防止这种问题，我们需要对网桥进行冗余，但是冗余之后，新的问题有出现了，这时又出现了网络环路，网络环路又造成了以下三种影响：1.广播风暴2.多重复数据帧3.MAC 地址表不稳定因此，透明网桥不够聪明STP 协议是如何出现的为了解决以上
4、问题，生成树协议出现了，生成树的出现是为了构造出一个无环的网路。生成树协议是如何的1.当路由器打开的时候，所有的端口都处于 Listening 状态，每个网桥都会认为自己是根网桥，然后都每隔两秒就向外发送一次自己的BPDU，如果收到的 BPDU 的 BID 比自己的小，则停止转发自己的 BPDU，开始转发更优的 BPDU，如果比自己的 BID 大或者和自己的 BID 相等，则丢弃该 BPDU。等到都扩散完毕之后开始各项的选举，这时候每个 BID 最小的网桥成了根网桥，各个网桥通过收到的 BPDU 来确定根端口和指定端口。首先看 COST 值，然后再看邻居的 BID，再然后看对端端口的 PID，
5、指定端口也首先看 COST，然后看两端网桥的 BID。剩下的成为非指定端口，转到 blocking 状态。这个状态总共持续 15s（转发延迟） ，之后进入learning 状态。这里有个网络直径的概念，默认是 7，在 15 秒之内 BPDU 差不多可以传给每一个网桥，这个数值不建议随便改，改大了的话会使收敛时间变久，改小的话虽然可以缩短收敛时间，但是如果数值小雨网络的实际规模，会使 BPDU 的传播不完全，后果不堪设想。3.进入 Learning 状态之后，填写 MAC 地址表，经过 15s（转发延迟）之后进入 Forwarding 状态。4.进入 Forwarding 状态之后，开始转发数据
6、，并且同时接受转发来自于根的 BPDU，维护拓扑。这时只有根网桥发 BPDU，其他网桥都只是转发 BPDU。5.当一个新的网桥加入的时候，端口状态是 Learning，新的交换机认为自己是根网桥开始发送 BPDU，也接收对端的 BPDU，然后进行进行进一步的竞选，若竞选成功，则网络格局就重新变化了，造成网络断开，若竞选失败则计算根端口指定端口和非指定端口。 （30s 可以完成）6.若拓扑中有线路断开，则分为两种情况（TCN 从根端口向上传，从指定端口向下传，并且需要一层层的确认）以以下例子为例我们来说：（1）断开 SW1 和 SW3 的网络1）交换机 SW1 和 SW3 检测到链路出现故障，S
7、W3 删除从 F0/23 口收到的“最佳”BPDU 信息。2）交换机 SW3 将向根网桥发送 TCNBPDU，但是 SW3 的根端口处于Down 状态，所以无法发送；SW1 为根网桥所以不需要发送 TCNBPDU 信息。3）交换机 SW1 从 F0/24 口发送一条设置了 TCN 位的 BPDU 信息，收到 BPDU 信息后交换机将进行转发，保证网络中所有交换机都知道拓扑发生了变化。4）交换机 SW2 和 SW3 都会接收到 SW1 发送的 BPDU；交换机 SW3 只从F0/24 口收到根网桥的信息，而此信息是从根网桥收到的“最佳”BPDU，所以 STP 重新计算此端口最终将成为根端口。在成
8、为根端口前需要经历监听状态、学习状态和转发状态，默认情况下大约会花费 30 秒左右。（当链路断开时，如果从非指定端口收到最优 BPDU，则把非指定端口切换到 Listening 状态，重新选举根端口）（2）断开 SW1 和 SW2 的网络1）交换机 SW1 和 SW2 检查到链路出现故障，SW2 删除从 F0/24 口收到的“最佳”BPDU 信息。2）交换机 SW2 将向根网桥发送 TCNBPDU；SW1 为根网桥所以不需要发送 TCNBPDU 信息。3）交换机 SW1 从 F0/23 口发送一条设置了 TCN 位的 BPDU 信息，收到 BPDU 信息后交换机将进行转发，保证网络中所有交换机
9、都知道拓扑发生了变化。但是 SW3 的 F0/24 口处于阻塞状态，其只接收 BPDU 不发送BPDU，所以 SW2 不会收到 SW1 的 BPDU 信息。4）交换机 SW2 无法收到任何 BPDU 信息，而其知道拓扑发生变化，所以 STP 重新计算认为自己是根网桥向外发送 BPDU，而 SW3 的 F0/24 口还保留这“最佳”的 BPDU 信息，所以 SW3 从 F0/24 收到的 PDU 不是“最佳”BPDU。经过 20 秒后 SW3 的 F0/24 端口的“最佳”BPDU 信息被删除，这时在收到 SW2 的 BPDU 信息后更新 BPDU 信息，进行 STP 选举过程。在成为指定端口前需要经历监听状态、学习状态和转发状态，再加上最大老化时间，默认情况下大约会花费 50 秒左右。注意事项生成树协议在交换中的应用是十分广的，有什么想问的可以留言。希望懂网络的可以互相交流学习。
