第四章_生成树协议

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生成树协议原理

生成树协议原理生成树协议是一种基于链路层的协议，它通常在以太网交换机上实现，用于管理以太网局域网中的网络拓扑。

生成树协议的工作原理是通过使用一个根桥（Root Bridge）和多个非根桥（Non-Root Bridge）来建立一颗树状结构，以确保网络中没有环路存在。

生成树协议的核心算法是通过一种称为生成树算法（Spanning Tree Algorithm）来找到从根桥到每个非根桥的最短路径，从而构建一颗最小生成树。

最小生成树是一种能够连接所有节点并且没有环路的树状结构，它是生成树协议的基础，用于确定网络中数据包的传输路径。

生成树协议的工作流程包括以下几个关键步骤：1. 选择根桥：在网络中通过比较桥（Bridge）的优先级和MAC地址来确定根桥，根桥是生成树中的根节点，所有数据包都将通过根桥进行转发。

2. 计算生成树：每个非根桥通过生成树算法计算到根桥的最短路径，确定自己在生成树中的位置，并将该信息传播到整个网络中。

3. 确定端口状态：每个桥根据生成树信息确定哪些端口可以用于数据包的传输，哪些端口需要阻断以避免环路的产生。

4. 更新生成树：在网络拓扑发生变化时，生成树协议会重新计算生成树，并更新每个桥的状态，重新确定最佳路径。

5. 数据包转发：根据生成树确定的路径，数据包会被从源地址传输到目的地址，通过生成树结构保证数据包的正常传输。

生成树协议的优点是可以有效避免数据包在网络中的循环传输，提升网络通信的稳定性和可靠性。

生成树协议能够自动适应网络拓扑的变化，快速重新计算生成树，并重新确定最佳传输路径，从而保证网络快速恢复到正常状态。

然而，生成树协议也存在一些局限性。

生成树协议在网络中设置大量的桥和端口时，会造成网络拓扑复杂，生成树的计算和更新会消耗大量的网络资源。

此外，生成树协议需要在所有交换机上进行配置和管理，当网络规模较大时，配置和管理网络可能会变得困难。

为了解决生成树协议的一些局限性，IEEE制定了一系列的生成树协议标准，包括802.1D、802.1w和802.1s等。

stp生成树协议

stp生成树协议STP生成树协议。

STP（Spanning Tree Protocol）生成树协议是一种用于计算网络中最佳路径的协议，它可以避免网络中出现环路，确保数据在网络中能够正常传输。

在本文中，我们将详细介绍STP生成树协议的原理、工作方式以及应用场景。

STP生成树协议的原理是通过在网络中选择一条主干路径，将其他冗余路径阻塞，从而避免网络中出现环路。

这样可以确保数据在网络中能够按照最佳路径进行传输，提高网络的可靠性和稳定性。

STP生成树协议采用了一种树状结构，将网络中的设备连接在一棵树上，从而形成一个无环的网络拓扑结构。

STP生成树协议的工作方式是通过选举出一台交换机作为根交换机，然后每个非根交换机都选择一条到根交换机的最佳路径，将其他路径阻塞。

当网络中出现链路故障时，STP生成树协议能够自动重新计算最佳路径，确保数据能够继续正常传输。

STP生成树协议的应用场景非常广泛，特别适用于大型企业网络和数据中心网络。

在这些网络中，往往会有大量的交换机和链路，如果不采用STP生成树协议，很容易出现网络中的环路，导致数据传输异常甚至网络瘫痪。

采用STP生成树协议可以有效地避免这些问题，提高网络的可靠性和稳定性。

总的来说，STP生成树协议是一种非常重要的网络协议，它能够帮助我们构建稳定可靠的网络环境。

通过对STP生成树协议的深入了解和合理应用，我们可以更好地管理和维护网络，确保数据能够按照最佳路径进行传输，提高网络的性能和可靠性。

在实际应用中，我们需要根据网络的具体情况来合理配置STP生成树协议，包括选择合适的根交换机、调整链路的优先级等。

只有在合理配置的前提下，STP生成树协议才能发挥最大的作用，确保网络的稳定和可靠运行。

综上所述，STP生成树协议是一种非常重要的网络协议，它能够帮助我们构建稳定可靠的网络环境。

通过合理配置和应用STP生成树协议，我们可以提高网络的性能和可靠性，确保数据能够按照最佳路径进行传输。

生成树协议(STP)

STP生成树协议的功能：局域网中为了避免环路形成的广播风暴，需要阻塞冗余链路，消除环路，并且在主链路中断时，又可以将冗余链路自动切换为转发状态，恢复网络的连通性。

STP（spanning tree protocol，生成树协议）用于消除数据层物理环路的协议通过在桥之间交换BPDU（bridge protocol data unit，桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。

小知识：环路产生的原因：1.基于局域网的可靠性，为交换机之间提供冗余连接；2.错误的网络配置导致环路产生；根桥（root bridge）：整个生成树的根节点，有所有交换机中优先级最高的交换机担任。

桥ID：包含桥优先级和MAC地址（长度是8B），由于MAC 在网络中是唯一的，故：桥ID也是唯一的，先比较优先级在比较MAC地址；（优先级值和MAC值越小越优）路径开销（path cost）：STP中每一条链路都有开销值，用于衡量桥与桥之间的优劣；指定桥（designate bridge）：负责一个物理端上数据转发任务的桥，由物理端上优先级最高的桥担任。

、端口角色：根端口（root port）：是指网桥距离根桥最近的端口。

根桥没有根端口，每一个非根桥有且只有一个根端口；指定端口（designate port）：是指物理端上属于指定桥的端口。

根桥是所有网桥中优先级最高的，它是其所连接所有物理端上的指定桥，所以通常情况下根桥的所有端口都是指定端口；阻塞端口（alternate port）：既不是根端口又不是指定端口，剩下的就是阻塞端口，它是用来为根端口或指定端口做备份。

是网桥到达根桥的备份路径；注：当拓扑发生变化时，节点重新计算，收敛成新的树型拓扑；STP使用BPDU（bridge protocol data unit，桥数据单元）来交互信息；配置BPDU：用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文；TCN BPDU：当拓扑结构发生变化时，用来通知相关设备网络拓扑发生变化的拓扑；端口状态：Disabled：未启用STP功能的端口：不接收BPDU，不进行地址学习，不收发数据；Blocking：非指定端口或根端口：不接收BPDU，不进行地址学习，不收发数据；Listening:接收BPDU，不进行地址学习，不收发数据；Learning：接收BPDU，进行地址学习，不收发数据；Forwarding:指定端口或根端口：接收BPDU，进行地址学习，收发数据；生成树（STP）的不足：端口从阻塞状态进入转发状态必须经历两倍的forwarding delay时间如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁地失去连通性RSTP（rapid spanning tree protocol快速生成树协议）：是STP协议的优化版STP和RSTP的不同点：RSTP减少了端口的状态RSTP增加了端口的角色RSTP配置BPDU的格式和发送方式有所改变当网络拓扑发生变化时，RSTP的处理方式不同，可以实现更为快速的收敛RSTP具备STP的所有功能桥优先级配置：【H3C】stp priority 4096桥优先级字段共有16位，包含优先级位和0比特两部分。

《生成树协议》课件

生成树协议的作用和意义
生成树协议的作用在于提高网络的可靠性和稳定性，确保通信路径的高效和可用性，从而提升整个网络的性能。
生成树协议的实现原理
1
BPDU交换
通过交换生成树协议的帧（BPDU）来协商网络中的节点，确定主干路径和边缘节点。
2
冲突检测和环路排除
使用树算法和冗余信息，检测和排除可能导致环路的冲突和链路。
《生成树协议》PPT课件
欢迎来到《生成树协议》PPT课件，本课程将带您深入了解生成树协议的重要性和应用，探索其实现原理以及未来的发展。
生成树协议的介绍
生成树协议是网络通信中一种关键的路由协议，用于构建具有自主冗余和高效环路排除的网络体系结构。
生成树协议的定义
生成树协议是一种动态路由协议，通过自动选择网络中的主干路径，实现冗余拓扑的优化和环路的排除。
3
自动调整和更新
根据网络变化实时更新生成树，确常见应用场景
企业局域网
用于构建稳定和可靠的企业局域网，保障内部通信的迅速和可用性。
数据中心网络
在大规模数据中心中，确保数据传输的高效和稳定，减少影响整体服务的故障。
智能交通系统
优化道路和交通信号的架构，确保交通流量的高效控制和智能化管理。
生成树协议的优缺点
1 优点
提高网络的可用性和性能，减少网络中断和故障的影响。
2 缺点
占用网络带宽和资源，需要一定的配置和调优才能发挥最佳效果。
生成树协议的未来发展展望
未来，生成树协议将更加智能化和自适应，结合机器学习和人工智能技术，实现更高效和弹性的网络架构。

简述生成树协议的工作过程

简述生成树协议的工作过程一、引言生成树协议是网络中的一种重要协议，它能够有效地避免网络中的环路问题，保证数据在网络中的正常传输。

本文将详细介绍生成树协议的工作过程。

二、生成树协议概述生成树协议是一种链路层协议，用于解决交换机之间的环路问题。

它通过计算生成一棵覆盖整个网络的最小成本树，从而使得数据在网络中只有唯一路径传输，避免了环路问题。

三、生成树协议工作原理1. 建立拓扑结构在生成树协议中，首先需要建立整个网络的拓扑结构。

交换机之间通过链路相连，形成一个网状结构。

为了方便计算最小成本树，需要给每条链路赋予一个权值。

2. 选举根交换机为了确定整棵最小成本树的结构，需要选举出一个交换机作为根节点。

通常情况下，选举规则是选择MAC地址最小的交换机作为根节点。

3. 计算最小成本树选举出根节点后，各个交换机开始计算到达根节点的最短路径，并选择其中代价最小的路径作为自己到根节点的路径。

这个过程称为生成树计算。

4. 剪枝在计算出最小成本树之后，可能会出现一些冗余链路。

为了避免这些链路造成环路问题，需要进行剪枝操作。

具体来说，就是在最小成本树中选择一些边，将它们从图中删除，从而形成一棵无环的生成树。

5. 维护生成树在网络运行过程中，可能会出现链路断开、交换机故障等情况。

如果不及时处理这些问题，可能会导致整个网络瘫痪。

因此，在生成树协议中需要实时监测网络状态，并对发生变化的情况进行处理，以保证整个网络的正常运行。

四、生成树协议的优缺点1. 优点（1）避免环路问题：通过计算最小成本树并剪枝操作，能够有效地避免网络中出现环路问题。

（2）提高网络性能：通过保证数据只有唯一路径传输，能够提高网络传输效率。

（3）简单易用：生成树协议实现简单、易于配置和维护。

2. 缺点（1）容易造成链路拥塞：由于所有数据只能通过一条路径传输，可能会导致某些链路拥塞，从而影响网络性能。

（2）不适用于大型网络：在大型网络中，生成树协议的计算量过大，可能会导致网络延迟增加。

生成树协议的作用

生成树协议的作用生成树协议是用于网络交换机之间构建生成树的一种协议。

生成树协议的主要作用是防止网络交换机之间形成环路，确保数据在局域网中能够正常地传输。

在一个局域网中，如果没有生成树协议的支持，当网络中的交换机连接成一个环形拓扑结构时，数据包将会在环路中不断地循环传输，导致网络拥塞和性能下降。

为了避免这种情况的发生，生成树协议通过提供一种机制，动态地选择一个主干路径，并且禁用其他的非主干路径，以确保数据只在一个路径上流动，从而避免了环路的产生。

生成树协议的另一个作用是提供冗余路径。

当网络中存在多个路径连接交换机时，生成树协议可以选择尽可能多的路径作为冗余路径。

当主干路径出现故障或拥塞时，生成树协议可以快速地将流量转移到备用路径上，从而保证数据的可靠传输。

这种冗余路径的设计可以提高网络的可用性和容错性，确保网络在一些异常情况下仍能正常运行。

生成树协议的另一个重要作用是节省网络带宽。

当交换机之间存在多条路径时，生成树协议可以根据配置选取主干路径，禁用其他路径的转发功能。

这样一来，只有主干路径上的交换机才会转发数据包，其他路径则被禁用，节省了网络带宽的使用。

通过这种方式，生成树协议可以避免数据包在网络中重复传输，从而提高了网络的传输效率。

生成树协议还有一个作用是维护网络的稳定性。

当网络中的交换机发生故障或链路状态发生改变时，生成树协议可以根据当前的网络拓扑动态地重新计算生成树，并选择合适的路径进行数据传输。

这样一来，当网络出现变化时，生成树协议可以快速地对网络进行调整和重新配置，确保网络的稳定性和可靠性。

综上所述，生成树协议在网络中起到了非常重要的作用。

它可以防止网络交换机之间形成环路，确保数据在局域网中能够正常传输；它还提供了冗余路径，保证了网络的可用性和容错性；同时，生成树协议也可以节省网络带宽，提高网络的传输效率；最后，它还能够维护网络的稳定性，适应网络拓扑的变化。

通过生成树协议的应用，我们可以构建起稳定、高效、可靠的局域网，为用户提供更好的网络体验。

生成树协议(STP)在计算机网络中的应用

生成树协议(STP)在计算机网络中的应用生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）是计算机网络中常用的一种协议，它的作用是在局域网中防止网络中出现环路，从而确保数据在网络中能够正常传输。

本文将探讨STP在计算机网络中的应用。

一、STP的基本原理STP是一种网络层面的协议，用于在局域网中构建一棵无环树，防止数据在网络中的死循环。

当网络中存在多条路径时，STP通过选举机制选择一条主干路径，其它路径被阻塞，从而构建出一棵树状结构，确保数据在网络中能够正常传输。

STP通过BPDU（Bridge Protocol Data Units）协议实现对网络拓扑的监测和控制，通过交换BPDU消息来维护生成树，并确保网络中不存在环路。

二、STP的应用场景1. 防止网络环路在局域网中，当存在多条路径连接同一组网络设备时，如果没有合适的控制机制，数据包可能会在网络中形成闭环，导致网络发生数据包发送和接收异常。

STP通过在网络中构建一棵生成树，有效地避免了这种问题的发生，保证了数据在网络中的正常传输。

2. 实现网络冗余在网络设计中，通常会考虑到网络的冗余，以提高网络的可靠性和容错能力。

STP可以实现这种网络冗余，使得当某条路径出现故障时，网络可以自动切换到其他可用的路径，确保网络的稳定运行。

3. 提高网络的容错能力STP可以应用于构建具有容错能力的网络拓扑结构，通过在网络中选择主干路径，阻塞其它路径，从而确保数据在网络中的传输不会受到环路的影响。

通过STP，网络可以有效地应对各种故障事件，保证网络的高可用性。

三、STP的实现方式1. 传统STP传统STP是一种较为简单的生成树协议，采用单一根桥接的方式来构建生成树。

在传统STP中，所有的网络设备都通过选举机制选择一台交换机作为根桥，并在此基础上构建一棵生成树。

当网络中存在多条路径时，STP会自动选择一条路径作为主干路径，其他路径被阻塞。

2. RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）RSTP是STP的改进版，它引入了一些新的机制，如端口状态的快速收敛、BPDU的快速传输等，从而在网络中形成更快速、更可靠的生成树。

生成树协议配置

生成树协议配置生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种网络协议，用于在网络中防止环路，并确定最佳路径。

在网络中，当存在多条通向同一目的地的路径时，可能会形成环路，导致数据包在网络中不断循环，最终导致网络拥堵甚至崩溃。

生成树协议的作用就是通过选择一条最佳路径，将其他冗余路径屏蔽，从而避免网络环路的发生。

在配置生成树协议时，需要考虑以下几个关键因素：1. 选择根桥。

在生成树协议中，网络中的一个交换机会被选举为根桥（Root Bridge），所有其他交换机都将以根桥为参照物来确定最佳路径。

通常情况下，根桥的选择是根据交换机的优先级和MAC地址来确定的。

管理员也可以手动指定某个交换机为根桥。

2. 确定端口状态。

生成树协议通过确定端口的状态来屏蔽冗余路径。

在网络中，有三种端口状态，指定端口（Designated Port）、根端口（Root Port）和阻塞端口（Blocked Port）。

指定端口是指向根桥的最佳路径，根端口是指向根桥的最佳路径，而阻塞端口则是被屏蔽的冗余路径。

3. 配置优先级。

管理员可以通过配置交换机的优先级来影响根桥的选举结果。

通常情况下，优先级越低的交换机越有可能成为根桥。

在生成树协议中，优先级的范围是0-61440，默认值是32768，步长为4096。

4. 设置端口成本。

在生成树协议中，每个端口都有一个成本值，用来表示到达根桥的路径的开销。

成本值越低，表示到达根桥的路径越短。

管理员可以手动配置端口的成本值，也可以使用默认的自动计算方式。

5. 监控生成树状态。

配置生成树协议后，需要及时监控生成树的状态，确保网络正常运行。

管理员可以通过查看生成树协议的状态信息，包括根桥、端口状态、成本值等，来了解网络的拓扑结构和路径选择情况。

总结。

生成树协议的配置是网络管理中的重要工作之一。

通过合理配置生成树协议，可以避免网络中出现环路，确保数据包能够按照最佳路径进行传输，提高网络的稳定性和可靠性。

生成树协议

常用的生成树协议：STP（Spanning Tree Protocol)由IEEE802.1D定义，RSTP(Rapidly Spanning Tree Protocol)由IEEE802.1W定义，MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol)由IEEE802.1S定义。

生成树严格意义上来讲属于应用层的东西，但是是为了解决二层的广播风暴问题，所以也可以看成是二层的东西。

STPSTP生成树计算原则：1.确定环路中的根桥。

根桥由BID（bridge ID)来确定（BID=2字节的网桥优先级+网桥的MAC地址构成，优先级默认为32768），具备最小的BID的交换机成为根桥。

2.确定根端口。

根端口选举原则是确定非根桥到根桥最小开销的端口。

（Root path cost).一般情况下，接口带宽越大则开销值越小。

选举原则：a.比较Root Path Cost（根路径开销），越小越优先，一样则b.端口上行交换机的Bridge ID（桥ID），越小越优先，一样则c.端口上行端口的Port Identifier，越小越优先（端口标识，端口标识号由1字节优先级+1字节端口号构成）3.确定指定端口。

为每个网段选出一个指定端口（Designated Port），指定端口为每个网段转发发往根交换机方向的数据，且转发由根交换机方向发往该网段的数据。

选举原则：a.比较Root Path Cost（根路径开销），越小越优先，相同则b.端口所属Bridge ID，越小越优先，相同则c.端口的Port ID。

4.确定阻塞端口。

环路中剩下的端口成为阻塞端口（Alternate Port),当指定端口有问题，就启用阻塞端口。

数据的转发路径：由下级非根交换机的指定端口到上级非根交换机的根端口，一直到根交换机的指定端口。

（这样就可以避免环路）STP端口状态描述状态数据帧MAC 生成树计算BPDU收发Disable No No No No NoBlocking No No No Yes No Listening No No Yes Yes YesSTP 有关的时间：Hello 2S,Max Age 20S,Forward Delay 15 S.从Listening 到Learning 要经过一个Forward Delay ，从Learning 到Forwarding 要经过一个Forward Delay 。

论文题目：STP(生成树协议)的原理与配置

论文题目：STP（生成树协议）的原理与配置STP（生成树协议）的原理与配置摘要：在局域网中，简单的物理冗余会造成回路，若无正确的备份策略，将形成广播风暴而影响整个网络性能，严重情况下甚至会造成整个网络的瘫痪。

基于图论的生成树算法就是通过禁止多余的链路将环路结构转换为逻辑上的树形拓扑结构，这样保证互连的网络中任意节点到其他所有节点均有唯一的路径，而且是最优路径，以阻止由此产生的局域网广播风暴。

同时，STP负责监测拓扑结构的变化，并能在拓扑结构发生变化之后重构新的生成树拓扑结构。

关键字：网络、广播风暴、STP、拓扑结构；1.STP的概念：STP（生成树协议）是一个二层管理协议。

在一个扩展的局域网中参与STP 的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为Blocking，来消除网络中的环路。

2.STP技术原理：STP的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。

由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。

当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。

3.STP的功能：生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。

STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。

STP 生成树协议配置

STP 生成树协议配置协议名称：STP（生成树协议）配置协议1. 概述STP（生成树协议）是一种网络协议，用于在具有冗余链路的以太网中创建一个无环的拓扑结构，以确保数据包能够按照预期的路径进行传输。

本协议旨在详细描述STP的配置过程，以便网络管理员能够正确地配置和管理生成树协议。

2. 配置步骤以下是STP配置的详细步骤：步骤 1：确定根桥在STP网络中，需要选择一个交换机作为根桥。

根桥是生成树的起点，负责确定最佳路径和转发数据包。

通常情况下，根桥的选择基于交换机的优先级和MAC 地址。

网络管理员可以通过以下命令配置根桥：```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root primary```或者```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root secondary```其中，`<vlan-id>`是指定的VLAN ID。

步骤 2：配置桥优先级在STP网络中，每一个交换机都有一个桥优先级，用于确定生成树中的交换机角色。

默认情况下，桥优先级为32768，但可以根据需要进行更改。

网络管理员可以使用以下命令配置桥优先级：```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> priority <priority-value>```其中，`<vlan-id>`是指定的VLAN ID，`<priority-value>`是新的桥优先级。

步骤 3：配置端口优先级在STP网络中，每一个交换机端口都有一个端口优先级，用于确定数据包转发的优先级。

默认情况下，端口优先级为128。

网络管理员可以使用以下命令配置端口优先级：```switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> port-priority <priority-value>```其中，`<vlan-id>`是指定的VLAN ID，`<priority-value>`是新的端口优先级。

生成树协议

功能
生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太络中，创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。二是在以太络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。
特点
（1）生成树协议提供一种控制环路的方法。采用这种方法，在连接发生问题的时候，你控制的以太能够绕过出现故障的连接。
生成树协议
通信协议
01 工作原理
03 工作过程 05 特点
目录
02 简介 04 功能
生成树协议（英语：Spanning Tree Protocol，STP），是一种工作在OSI络模型中的第二层(数据链路层) 的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路.用于确保以太中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广播风暴,大量占用交换机的资源。
谢谢观看
（2）生成树中的根桥是一个逻辑的中心，并且监视整个络的通信。最好不要依靠设备的自动选择去挑选哪一个桥会成为根桥。
（3）生成树协议重新计算是繁冗的。恰当地设置主机连接端口(这样就不会引起重新计算)，推荐使用快速生成树协议。
（4）生成树协议可以有效的抑制广播风暴。开启生成树协议后抑制广播风暴，络将会更加稳定，可靠性、安全性会大大增强。
生成树协议是基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法被纳入了IEEE 802.1d中， 2001年IEEE组织推出了快速生成树协议(RSTP)在络结构发生变化时其比STP更快的收敛络,还引进了端口角色来完善了收敛机制, 被纳入在IEEE 802.1w中。
工作过程
STP的工作过程如下：首先进行根桥的选举，其依据是桥优先级（bridge priority）和MAC组合生成的桥ID，桥ID最小的桥将成为络中的根桥（bridge root）。在此基础上，计算每个节点到根桥的距离，并由这些路径得到各冗余链路的代价，选择最小的成为通信路径（相应的端口状态变为forwarding），其它的就成为备份路径 (相应的端口状态变为blocking)。STP生成过程中的通信任务由BPDU完成，这种数据包又分为包含配置信息的配置BPDU（其大小不超过35B）和包含拓扑变化信息的通知BPDU（其长度不超过4B）。Fra bibliotek工作原理

华为生成树协议原理

华为生成树协议原理华为生成树协议（Huawei Spanning Tree Protocol，HSTP）是华为公司研发的一种用于构建网络拓扑结构的协议。

该协议通过在网络中建立一棵生成树，实现网络的高可用性和可靠性。

本文将介绍华为生成树协议的原理及其在网络中的应用。

一、生成树协议的背景和意义在大型企业或机构的网络中，通常会有多个交换机连接在一起，形成一个复杂的网络拓扑结构。

这样的网络结构可能存在环路，当发生链路故障时，数据包可能会在环路中不断循环，导致网络拥塞和性能下降。

为了解决这个问题，生成树协议被提出。

生成树协议可以通过在网络中选择一个主干路径，将其他冗余路径进行屏蔽，从而消除环路，保证数据在网络中的正常传输。

当网络中的某条链路发生故障时，生成树协议可以自动调整网络拓扑，选择新的主干路径，实现网络的快速恢复。

二、华为生成树协议的工作原理华为生成树协议主要由以下几个步骤组成：1. 建立拓扑结构：在网络中，每个交换机都会发送生成树协议的消息，用于发现相邻交换机并建立拓扑结构。

交换机会根据收到的消息，计算出生成树中的根节点和各个交换机的距离。

2. 选择根交换机：每个交换机会根据收到的消息，选择距离最近的交换机作为根交换机。

根交换机的选择是通过比较交换机之间的优先级和MAC地址来确定的。

3. 计算最短路径：根交换机会向其他交换机发送最短路径消息，其他交换机会根据收到的消息，计算到根交换机的最短路径。

交换机会记录下到根交换机的路径和距离，并将消息继续传递给其他交换机。

4. 构建生成树：根交换机会根据收到的消息，构建生成树。

生成树是一棵以根交换机为根节点的树状结构，每个交换机都有一个指向上一级交换机的指针，形成了一条从叶子节点到根节点的路径。

5. 维护生成树：生成树会持续地进行维护，当网络中的链路发生故障或恢复时，生成树会相应地进行调整，选择新的主干路径，保证网络的正常运行。

三、华为生成树协议的优势和应用华为生成树协议相比其他生成树协议具有以下优势：1. 快速收敛：华为生成树协议可以快速地检测到链路故障，并在几毫秒内完成网络拓扑的调整，实现快速收敛。

详解生成树协议STP RSTP

详解生成树协议STP/RSTP生成树协议是一种二层管理协议，它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路的备份功能。

生成树协议和其他协议一样，是随着网络的不断发展而不断更新换代的。

“生成树协议”是一个广义的概念，并不是特指IEEE 802.1D中定义的STP协议，而是包括STP以及各种在STP基础上经过改进了的生成树协议。

STP/RSTP在网络发展初期，透明网桥的运用。

它比只会放大和广播信号的集线器聪明得多。

它的学习能力是把发向它的数据帧的源MAC地址和端口号记录下来，下次碰到这个目的MAC 地址的报文就只从记录中的端口号发送出去，除非目的MAC地址没有记录在案或者目的MAC地址本身就是多播地址才会向所有端口发送。

通过透明网桥，不同的局域网之间可以实现互通，网络可操作的范围得以扩大，而且由于透明网桥具备MAC地址学习功能而不会像Hub那样造成网络报文冲撞泛滥。

透明网桥也有它的缺陷，它的缺陷就在于它的透明传输。

透明网桥并不能像路由器那样知道报文可以经过多少次转发，一旦网络存在环路就会造成报文在环路内不断循环和增生，出现广播风暴。

为了解决这一问题，后来提出了生成树协议。

STP协议中定义了根桥（RootBridge）、根端口（RootPort）、指定端口（DesignatedPort）、路径开销（PathCost）等概念，目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。

用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA （Spanning TreeAlgorithm）。

要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交流，这些信息交流单元就称为配置消息BPDU（BridgeProtocol Data Unit）。

STP BPDU是一种二层报文，目的MAC是多播地址01-80-C2-00-00-00，所有支持STP协议的网桥都会接收并处理收到的BPDU报文。

生成树协议(STP)在计算机网络中的应用

生成树协议(STP)在计算机网络中的应用生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是在计算机网络中用于防止环路的协议。

在计算机网络中，数据包的转发是通过网络中的交换机完成的，而交换机之间的连接会形成一个网状结构。

这种网状结构容易产生环路，从而导致数据包在网络中无法正确地传输。

为了解决这个问题，生成树协议被引入到计算机网络中，通过自动选择一条无环的路径，来确保数据包能够顺利地传输。

生成树协议的应用十分广泛，不仅在企业内部网络中得到广泛应用，也在数据中心、云计算、广域网等不同场景中得到了应用。

下面我们将介绍生成树协议在计算机网络中的应用。

1. 防止环路2. 提高网络性能生成树协议还可以帮助提高网络的性能。

通过消除环路，避免了数据包在网络中无限循环传输的情况，有效地减少了网络拥堵。

生成树协议还可以自动调整网络拓扑结构，使得数据包能够按照最佳路径传输，从而提高了网络的传输效率和性能。

3. 实现冗余路径生成树协议还可以在保证网络中不存在环路的情况下，实现冗余路径。

在网络中，冗余路径可以提高网络的可靠性和容错性，当某条路径出现故障时，数据包可以通过其他可用路径进行传输。

生成树协议可以自动选择一条主路径和多条备用路径，以实现冗余路径，从而提高了网络的可靠性和容错性。

4. 简化网络管理生成树协议可以自动配置网络拓扑，简化了网络的管理和维护工作。

在网络中，交换机之间的连接经常发生变化，当新增或减少了交换机或链路时，网络拓扑会发生变化。

生成树协议可以自动调整网络拓扑，重新选择主路径和备用路径，而不需要管理员手动干预，大大简化了网络的管理工作。

5. 支持多种交换机生成树协议是一种通用的协议，支持多种类型的交换机。

无论是传统的以太网交换机、还是最新的高速交换机，都可以支持生成树协议。

这使得生成树协议在不同类型的网络设备上都能够得到应用，保证了网络的兼容性和稳定性。

生成树协议在计算机网络中有着广泛的应用，能够有效地防止网络中出现环路，提高网络的性能和可靠性，简化网络管理工作，支持多种类型的交换机。

生成树协议(STP)

第四章：网络交换机主要技术本章将具体阐述网络交换机的两个灵魂技术：STP和VLAN。

对于现在所有的网络交换机而言，如果没有STP和VLAN这两个技术在里面，那么这个交换机就不能称之为交换机，这样的交换机就等价于HUB，没有任何的可管理性，就属于低档产品了。

由于现有的一些交换机技术的国际标准都是源用于网桥，所以本章在阐述中将以网桥来进行描述。

4.1生成树协议（STP）生成树是一个交换网络中检测消除冗余链路以防止出现环的一个协议。

如果不运行STP，帧有可能会在网络中循环发送，流量极剧升高，最后使整个网络彻底瘫痪。

STP最初是一个较慢的基于软件实现的一个桥接规范(IEEE802.1D)，现在已经是一个相当成熟的协议了，可以在一个具有多VLAN、大量交换机、多厂商的复杂环境中很好的实施。

在现在的每台交换机上，生成树算法是一个最为基本，也是最为关键的一个技术！在交换机中靠软件实现完成。

4.1.1 基本概述生成树算法，最早是1984年由Digital公司Radia Perkman开发的一个协议，是用在桥接技术上的，用它来为某个扩展局域网找出生成无环的树。

在Radia Perkman所著的《An Algorithm for Distributed Computation of a Spanning Tree in an Extended LAN》一书提出了该概念。

在1993年的ANSI/IEEE 802.1 STD标准中第一次引入正式成为了一个协议。

后来在1998年的IEEE 802.1D中完善了该协议。

在2000年版的IEEE 802.1-d-D4中又增加了一个基于STP的改进的新协议RSTP（Rapid STP,快速生成树算法），在最近2年内又有了一个新的概念叫做MSTP(Multi STP,多生成算法)，同时相应的标准草案为IEEE 802.1S。

生成树的基本思想：把形成环路的一些端口屏蔽掉，不进行转发帧。

描述生成树协议的主要功能

描述生成树协议的主要功能
生成树协议是一种网络协议，用于在交换机网络中选择一条主干链路，避免环路出现。

它的主要功能有：
1. 选举根桥：生成树协议通过选举一个根桥来协调整个网络。

选举根桥的方式是比较所有交换机的优先级，优先级最低的交换机将被选为根桥。

2. 建立拓扑结构：生成树协议通过与相邻交换机的通信来建立网络的拓扑结构。

每个交换机都会向其相邻的交换机发送BPDU （Bridge Protocol Data Units）信息，这些信息包含了交换机的优先级、MAC地址等。

3. 计算路径：生成树协议通过计算到达根桥的路径来确定网络中的主干链路和备用链路。

每个交换机都会依据收到的BPDU信息计算到达根桥的路径，并将其中的最短路径作为主干链路，其他路径则作为备用链路。

4. 维护主干链路：生成树协议会监测网络中的链路状态，一旦发现主干链路中某个链路失效，就会重新计算路径并选择一条新的主干链路。

在此过程中，备用链路也会得到使用，以保证网络的连通性。

总之，生成树协议的主要功能是建立交换机网络的拓扑结构，并选择一条主干链路和备用链路，以避免环路出现，保证网络的稳定和高效运行。

第4章 VLAN及生成树技术

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1.6 VLAN 配置
SwitchB # 创建VLAN2并进入其视图。 <SwitchB> system-view [SwitchB] vlan 2 # 指定VLAN2的描述字符串为home。 [SwitchB-vlan2] description home # 向VLAN2中加入端口Ethernet1/0/1。 [SwitchB-vlan2] port Ethernet 1/0/1 # 创建VLAN3并进入其视图。 [SwitchB-vlan2] vlan 3 # 向VLAN3中加入端口Ethernet 1/0/2和Ethernet1/0/3。 [SwitchB-vlan3] port Ethernet 1/0/2 to Ethernet 1/0/3 # 配置端口的类型。 [SwitchB-Ethernet1/0/4]port link-type trunk # 设定Trunk端口允许通过VLAN2和VLAN3的数据。 [SwitchB-Ethernet1/0/4]port trunk permit vlan 2 to 3
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4.3 VLAN的帧格式
（5）类型/长度字段Type/LEN (Type/Length)：占2个字节，其值表示数据字段的字节数长度。如果是采用可选格式组成帧结构时，该字段既表示包含在帧数据字段中的数据长度，也表示帧类型ID。（6）数据字段(Data)：其内容即为LLC 子层递交的LLC 帧序列，其长度为0～1500 个字节。（7）帧校验序列字段FCS(Frame Check Sequence)：占4 个字节，该序列包含32位的循环冗余校验码(CRC)值，其校验范围不包括前导码字段P 及帧起始定界符字段SFD。由发送方生成，接收方根据此值重新计算可判断并校验被破坏的帧。

生成树协议的作用

生成树协议的作用生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种网络协议，用于在局域网中防止网络环路的发生，保证数据包在网络中能够按照预期的路径传输。

生成树协议的作用主要体现在以下几个方面。

首先，生成树协议可以有效地防止网络环路的发生。

在一个局域网中，如果存在多条路径连接同一组设备，如果不采取任何措施，数据包可能会在网络中形成环路，导致数据包不断在网络中循环传输，最终导致网络拥堵甚至瘫痪。

生成树协议通过计算网络拓扑结构，选择一条主干路径，将其它冗余路径屏蔽，从而有效地避免了网络环路的发生。

其次，生成树协议可以提高网络的可靠性和稳定性。

通过生成树协议的工作原理，网络管理员可以在网络中设置主干路径，将冗余路径屏蔽，从而确保数据包在网络中能够按照预期的路径传输。

这样一来，即使网络中的某些链路出现故障，也不会对整个网络造成影响，保证了网络的可靠性和稳定性。

此外，生成树协议还可以提高网络的传输效率。

在生成树协议的作用下，网络中只有一条主干路径处于活跃状态，其它冗余路径被屏蔽，这样可以避免数据包在网络中不断循环传输，提高了网络的传输效率。

同时，生成树协议还可以根据网络的拓扑结构自动调整主干路径，使得网络能够在不同的拓扑结构下都能够保持高效的传输。

最后，生成树协议可以简化网络的管理和维护。

在一个复杂的网络环境中，如果没有生成树协议的支持，网络管理员需要手动设置网络中的路径，保证数据包按照预期的路径传输。

而有了生成树协议，网络管理员只需要设置一条主干路径，其它冗余路径会被自动屏蔽，大大简化了网络的管理和维护工作。

综上所述，生成树协议在局域网中发挥着至关重要的作用。

它不仅可以有效地防止网络环路的发生，提高了网络的可靠性和稳定性，还能够提高网络的传输效率，简化网络的管理和维护工作。

因此，对于任何一个需要保证网络正常运行的组织或者企业来说，都应该充分重视生成树协议的作用，合理地配置和管理网络，以确保网络能够高效、稳定地运行。