生成树协议原理与配置
STP协议原理及配置
STP协议原理及配置STP协议原理及配置一、STP概述 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。
IEEE 802.1d是最早关于STP的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。
STP使您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。
1.1 设置STP模式 使用命令config spanning-tree mode可以设置STP模式为802.1d STP或者802.1w rSTP. 1.2 配置STP 交换机中默认存在一个default STP域。
多域STP是扩展的802.1d，它允许在同一台交换设备上同时存在多个STP域，各个STP域都按照802.1d运行，各域之间互不影响。
它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境，基本实现在vlan中计算生成树。
1.2.1 创建或删除STP 利用命令create STPd和delete STPd可以创建或删除STP. 缺省的default STP域不能手工创建和删除。
1.2.2 使能或关闭STP 交换机中STP缺省状态是关闭的。
利用命令config STPd可以使能或关闭STP. 1.2.3 使能或关闭指定STP的端口 交换机中所有端口默认都是参与STP计算的。
使用命令config STPd port可以使能或关闭指定的ST P端口。
1.2.4 配置STP的参数 运行某个指定STP的STP协议后，可以根据具体的网络结构调整该STP的一些参数。
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。
生成树协议STP 实验报告
实验三生成树协议STP1、项目目的理解生成树协议STP的原理及配置。
2、项目描述在网络建设中，为了提高网络的可靠性，网络管理员用两条链路将交换机互连，现要在交换机上做适当配置，使网络避免环路。
本项目以两台3560交换机为例，两台交换机分别命名为：SwitchASwitchB。
PC0和PC1在同一个网段，假设IP地址分别为：192.168.1.1 ，192.168.1.2 ，子网掩码为：255.255.255.03、实现功能使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等。
4、项目拓扑生成树如图所示。
5、项目设备思科3560交换机（2台）、PC机（2台）。
6、项目步骤（1）在SwitchA查看生成树情况，用show spanning-tree brief命名输出。
（2）在SwitchB查看生成树情况，用show spanning-tree brief命名输出。
验证测试：在SwitchA上的Fa0/24端口处于BLK状态，分析原因？（3）修改SwitchA的BID优先级，让SwitchA成为Root Bridge。
设置交换机SwitchAr优先级为4096，数值最小的交换机为根交换机（也称根桥）交换机SwitchBr优先级采用默认优先级（32768），因此SwitchA将成为根交换机。
SwitchA(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096（4）在SwitchA上查看show spanning-tree 命名输出结果。
（5）在SwitchB上查看show spanning-tree 命名输出结果。
验证测试：在SwitchB上的Fa0/23端口处于BLK状态，分析原因？（6）如果将SwitchB的Fa0/23和Fa0/24的状态调换过来，可能通过修改什么参数来实现？可以在SwitchA降低接口优先级来实现。
SwitchA(config)#int fa0/24SwitchA(config-if)#spanning-tree vlan 1 port-priority 112（7）修改后，在SwitchA查看show spanning-tree 命名输出结果。
生成树_配置_实验报告
一、实验目的1. 理解生成树协议（STP）的基本原理和工作机制；2. 掌握生成树协议的配置方法；3. 通过实验验证生成树协议在网络中的实际应用效果。
二、实验环境1. 实验设备：两台华为S5700交换机、两台PC机；2. 实验软件：华为网络设备仿真软件；3. 实验拓扑：两台交换机通过一条物理链路连接，两台PC机分别连接到两台交换机上。
三、实验原理生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种用于在网络中消除环路并实现冗余链路备份的协议。
当网络中出现环路时，STP会阻塞部分端口，形成一个没有环路的树形结构，确保网络的高可用性和容错能力。
STP通过交换机之间的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）报文进行信息交互，选举根网桥，并确定每个交换机的根端口和指定端口。
根端口是连接到根网桥的端口，指定端口是连接到同一VLAN且路径最短的端口。
其余端口被阻塞，不参与数据转发。
四、实验步骤1. 配置交换机名称和密码；2. 配置交换机接口；3. 配置VLAN；4. 配置STP；5. 验证STP配置效果。
五、实验过程1. 配置交换机名称和密码```bashS1>display versionS1>sysname S1S1>display versionS1>enableS1#configure terminalS1(config)#username admin password simple 123456 S1(config)#exit```2. 配置交换机接口```bashS1>display ip interface briefS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#ip address 192.168.1.1 24S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#ip address 192.168.1.2 24S1(config-if)#exit```3. 配置VLAN```bashS1>display vlanS1#vlan 10S1(config-vlan)#name VLAN10S1(config-vlan)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exit```4. 配置STP```bashS1>display stpS1#stpmode stpS1>display stpS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10S1(config-if)#exit```5. 验证STP配置效果```bashS1>display stpS1>display stp interface GigabitEthernet0/0/1S1>display stp interface GigabitEthernet0/0/2S1>ping 192.168.1.2```六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功配置了生成树协议，并验证了STP在网络中的实际应用效果。
实验五：生成树协议
一、生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol）STP的主要任务是阻止在第2层网络（网桥或交换机）上产生网络环路。
它警惕地监视着网络中的所有链路，通过关闭任何冗余的接口来确保在网络中不会产生环路。
STP采用生成树算法（STA），它首先创建一个拓扑数据库，然后搜索并破坏掉冗余的链路。
运行STA算法之后，帧就只能被转发到保险的有STP挑选出来的链路上。
生成树协议目前常见的版本有STP（生成树协议IEEE802.1d）、RSTP(快速生成树协议IEEE802.1w)、MSTP（多生成树协议IEEE802.1s）。
注：STP是第2层协议，用来维护一个无环路的交换式网络。
生成树术语：根桥（Root brigde）：根桥是桥ID最低的网桥。
对于STP来说，关键的问题是为网络中所有的交换机推选一个根桥，并让根桥成为网络中的焦点。
在网络中，所有其他的决定-比如哪一个端口要被阻塞，哪一个端口要被置为转发模式-都是根据根桥来判断来做出选择的。
BPDU（桥协议数据单元）：所有交换机之间都交换信息，并利用这些信息来选出根交换机，也根据这些信息来进行网络的后续配置。
每台交换机都对桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit）中的参数进行比较，它们将BPDU传送给某个邻居，并在其中放如入它们从其他邻居那里收到的BPDU。
桥ID（Bridge ID）：STP利用桥ID来跟踪网络中的所有交换机。
桥ID是由桥优先级（在所有Cisco交换机上，默认的优先级为32768）和MAC地址的组合来决定的。
非根桥（Nonroot bridge）：除了根桥外，其他所有的网桥都是非根桥。
它们相互之间都交换BPDU，并在所有交换机上更新STP拓扑数据库，以防止环路并对链路失效采用补救措施。
端口开销（Port cost）：当两台交换机之间有多条链路且都不是根端口时，就根据端口开销来决定最佳路径，链路的开销取决于链路的带宽。
十一、STP（生成树协议）
⼗⼀、STP（⽣成树协议）⼀、STP（⽣成树协议）运⾏在交换机上防⽌交换机换路的技术 为了提⾼⽹络可靠性，交换⽹络中通常会使⽤冗余链路。
然⽽，冗余链路会给交换⽹络带来环路风险，并导致⼴播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进⽽会影响到⽤户的通信质量。
⽣成树协议STP（Spanning Tree Protocol）可以在提⾼可靠性的同时⼜能避免环路带来的各种问题。
⼆、环路引起的问题交换机之间通过多条链路互连时，虽然能够提升⽹络可靠性，但同时也会带来环路的问题。
1、环路会引起⼴播风暴⽹络中的主机会受到重复的数据，造成⽹络堵塞和卡顿。
通过实验体验⼀下环路带来的影响实验：因为华为路由器默认⾃动开启了stp功能，我们做这实验时先把交换机的stp功能关闭。
stp disable 所有交换机都这样关闭（因为华为交换机默认都开启STP）[LSW6]stp disable[LSW7]stp disable[LSW8]stp disable我们配置 pc9的ip地址为192.168.1.2/24⽤PC ping 192.168.1.3，触发⼀个⼴播包，并抓包ping测后发现⼀直在发⼴播包，已经形成⼴播风暴了当我们再次开启stp后抓包，stp enable2、环路相起MAC地址表震荡三、STP作⽤和本作原理 1、STP的作⽤，通过运⾏STP的算法，阻塞特定的接⼝实现冗余⽆环的⽹络。
2、⼯作原理原理：阻塞端⼝（预备端⼝）通过选举阻塞端⼝，来防⽌环路1）STP中的选举步骤和端⼝状态选举步骤： ①、选举ROOT-SW根⽹桥 ②、选举根端⼝RP（root port） ③、选举指定端⼝DP（Designate port） ④、其余的端⼝被Block阻塞 ⑤stp选举时候端⼝状态（15s 到listening，选举就结束了）第⼀步、根桥选举 每⼀台交换机启动stp后，都认为⾃⼰是根桥。
启动stp后在整个⽹络先选出根桥， 通过BID进⾏⽐较（BID由优先级+mac地址组成）先⽐较优先级，在⽐较MAC地址，越⼩越优先。
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。
STP实验
实验名称：生成树协议STP(IEEE 802.1d)的配置。 实验目的：理解生成树协议STP的配置及原理。 技术原理： 生成树协议（spanning-tree），作用是在交换网络中提供冗余备份链路， 并解决交换网络中的环路问题。是利用STP（生成树算法），在存在交 换环路的网络中生成一个没有环路的树型网络，运用该算法将交换网络 冗余的备份链路逻辑上断开，当主链路有问题时能自动切换到备份链路， 保证数据的正常转发。 生成树协议的工作过程： 1、选举Bridge ID最小的为根交换机（RootBridge） 2、所有非根交换机选择一条到达根交换机的最短路径 3、所有非根交换机产生一个根端口 4、每个LAN确定指定端口 5、将所有根端口和指定端口设为转发状态 6、将其他端口设为阻塞状态 实现功能： 使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等。 实验设备： S2126G二台，PC二台，直连线四根。
实验拓朴
F0/1 F0/1
F0/5
F0/2
F0/2
1.
2.
3. 4. 5. 6.
7. 8.
交换机1的基本配置。(创建vlan 10,并把端口0/5划分到 vlan 10) 交换机2的基本配置。(创建vlan 10,并把端口0/5划分到 vlan 10) 配置生成树协议 设置交换机的优先级，指定switch1为根交换机 Vlan10的IP(192.168.10.254 255.255.255.0) PC1(192.168.10.1 255.255.255.0) PC2(192.168.10.2 255.255.255.0) 查看switch2的端口1和端口2的状态。 两台PC机互相PING
STP原理与配置
端口开启
端口禁用
Listening 1
2
3
端口禁用
2
Blocking
3 2
Forwarding
端口禁用
端口禁用
Learning
Page11
端口状态描述
端口状态
Disable 未启用
Blocking 阻塞状态
Listening 侦听状态
Learning 学习状态
Forwarding 转发状态
描述
此状态下端口不转发数据帧，不学习MAC地址表，不参与生成树 计算。
SWB
LANC
SWC
32768. 00e0-fc41-43b9
LAND
LANE
Page7
生成树基本计算过程－选举网段的指定端口
Root LANA的指定端口
SWA
32768. 00e0-fc16-ee43
LANB的指定端口
LANA
LANB
SWB
32768. 00e0-fc41-4259
LANC
LAND的指定端口
SWB
LANA
LANB
LANC
SWC
32768. 00e0-fc41-43b9
LAND
LANE
Page6
生成树基本计算过程－选举非根交换机的根端口
Root Bridge
SWA
32768. 00e0-fc16-ee43
Root Port
32768. 00e0-fc41-4259
LANA
LANB
Root Port
BPDU Type Flags
Root Identifier Root Path Cost Bridge Identifier Port Identifier Message Age
生成树协议原理及配置
生成树协议原理及配置生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种用于防止网络中的循环路径和数据包冲突的协议。
它的目标是通过选择网络中的一个根桥，从而建立一个无环的生成树，从而实现网络的冗余和可靠性。
生成树协议的原理是通过选举根桥、计算最短路径和禁用冗余链路来实现。
当网络中有多个桥接设备连接时，生成树协议会选择一个设备作为根桥。
根桥的选择通常基于桥优先级和MAC地址。
然后，生成树协议会在网络中计算出一条最短路径，以使所有设备都能通过该路径与根桥通信。
生成树协议还会根据冗余链路的代价来禁用一些链路，以防止循环路径的出现。
1.桥优先级和MAC地址：生成树协议通过比较桥的优先级和MAC地址来选择根桥。
通常情况下，优先级较低的桥将成为根桥。
可以通过手动配置桥的优先级来控制根桥的选择。
2.连接参数：生成树协议需要配置桥接设备之间的连接参数。
包括端口优先级、端口状态（开启或关闭）和端口成本。
这些参数将影响最短路径的选择和冗余链路的禁用。
3. BPDU（Bridge Protocol Data Unit）：BPDU是生成树协议中用于交换信息和进行状态更新的数据包。
生成树协议需要配置BPDU的发送和接收规则。
通常情况下，桥接设备会定期发送BPDU，以更新网络状态并检测循环路径。
4.禁用冗余链路：生成树协议会根据链路的代价禁用一些冗余链路，以防止循环路径的出现。
链路的代价通常基于链路的速度或带宽。
可以通过手动配置链路的代价来控制冗余链路的禁用。
5. STP版本：生成树协议有多个版本，如STP、RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）和MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）。
不同版本的生成树协议具有不同的特性和性能。
配置时需要根据网络的需求选择合适的版本。
在实际应用中，生成树协议的配置通常需要在网络设备上进行。
网络管理员可以通过命令行界面或图形化界面来配置生成树协议的各个参数。
rstp和mstp配置实验原理
rstp和mstp配置实验原理RSTP和MSTP都是生成树协议，分别对应于局域网和城域网。
它们的主要区别在于RSTP是STP的改进型，而MSTP则兼容STP和RSTP，并通过对多个实例的生成树的运行来实现业务流量和用户流量的隔离，以及在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。
RSTP的配置实验原理如下：1.RSTP的运作方式与STP类似，但在运作方式上有所改进。
它通过比较每个交换机的BID来选举根交换机，BID越小越好。
2.RSTP的端口角色选举规则是首先比较端口到根交换机的开销，越小越好；开销一样，比较端口所在的交换机的BID，越小越好；若BID一样，比较端口的PID，越小越好。
3.在RSTP中，每个非根交换机上，有且只有一个距离根交换机最近的端口；每个链路上，有且只有一个距离根网桥最近的端口。
4.RSTP通过阻塞一些端口来逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生。
当主线路故障时，阻塞接口被激活；主线路恢复时，备份线路再次阻塞。
而MSTP的配置实验原理如下：1.MSTP通过多实例能实现对业务流量和用户流量的隔离，同时还提供了数据转发的多个冗余路径。
在MSTP中，可以将若干个VLAN映射到一个实例（instance），MSTP将为每个instance运行一颗生成树。
2.MSTP可以基于instance设置优先级、端口路径开销等参数。
3.MSTP将VLAN根据不同的划分位集中实例，每个实例对应不同的生成树，所以可以实现数据流量的负载均衡，同时也解决了因VLAN过多而引起的资源占用过大的问题。
总的来说，RSTP和MSTP都是为了解决网络中的环路问题，通过阻塞一些端口来防止广播风暴的产生。
同时，MSTP还通过将不同的VLAN映射到不同的实例中，实现了数据流量的负载均衡和资源的有效利用。
生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理
生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理生成树协议STP和快速生成树协议RSTP：生成树协议的由来：由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问，系统瘫痪，因此在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题，但是------这样做的好处是：减少单点故障，增加网络可靠性；缺点是：产生交换环路，会导致广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动。
因此生成树协议是为了提供冗余链路，解决环路问题（作用）。
生成树协议的原理：使冗余端口置于“阻塞状态”；网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；当原本的链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠。
实验目的：使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等实验拓扑：配置过程：（此实验需要先配置再连线，只能在真实机上做）生成树协议STP：1.开启生成树协议：（A和B同）switchA#configure terminal 进入全局配置模式switchA(config)#spanning-tree 开启生成树协议2.设置生成树模式：（A和B同）switchA(config)#spanning-treemode stp ！设置生成树模式为STP（802.1D）验证测试：验证生成树协议模式为802.1D3.验证生成树协议已经开启：（A和B同）switchA#showspanning-tree ！显示交换机生成树的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/1 ！显示交换机接口fastethernet0/1的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/2 ！显示交换机接口fastethernet0/2的状态4.测试结果：C:\Users\pdsu>ping -t192.168.10.1正在Ping192.168.10.1 具有32 字节的数据:请求超时。
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
生成树协议(STP)
RIP协议－中兴
文章来源： 文章作者： 发布时间：2006-11-27 字体：[大中小]
在目前的Internet网上，运行一种网关协议是不可能的，我们要将它分成很多的自治系统（Autonomous System－AS），在每个自治系统有它自己的路由技术。我们称自治系统内部的路由协议为内部网关协议（Interior gateway protocol－IGP）。RIP（Routing Information Protocol）就是内部网关协议的一种，它采用的是矢量距离(Vector－Distance)算法。 RIP系统的开发是XEROX Palo Alto 研究中心(PARC)所进行的研究和XEROX的PDU和XNC路由选择协议为基础的。但是RIP的广泛应用却得益于它加利福尼亚大学伯克利分校的许多局域网中的实现。
生成树协议（Spanning Tree）定义在 IEEE 802.1D 中，是一种链路管理协议，它为网络提供路径冗余同时防止产生环路。为使以太网更好地工作，两个工作站之间只能有一条活动路径。网络环路的发生有多种原因，最常见的一种是有意生成的冗余 － 万一一个链路或交换机失败，会有另一个链路或交换机替代。
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在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色：主控路由器和备份路由器，一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控，负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主控路由器发生故障时，备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址，故对终端使用者系统是透明的。
简述stp协议的基本原理
简述stp协议的基本原理STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是一种网络协议，旨在解决局域网中的环路问题。
当有多条路径连接到一个网络设备时，STP 可以选择并配置适当的路径，以建立一个无环的网络拓扑结构，并确保数据包在网络中正确传输，避免丢失或重复。
STP依赖于一个分布式算法，它在局域网中选择一个主干网桥，并禁用其他桥接设备上的冗余连接。
通过阻塞这些冗余连接，STP可以创建一棵生成树，其中树上的每个设备都是唯一的，并且存在一个主根设备，它负责转发所有的数据包。
STP的基本原理如下：1.根桥的选举：网络中的所有设备都会竞争成为根桥，而根桥是生成树的根节点。
根桥的选择是根据桥的优先级进行的，每个设备都具有一个默认的桥优先级。
通常，根桥设备具有最低的桥优先级。
2.端口的选举：STP根据端口的路径开销来选择最佳路径。
路径开销是一个参数，它指示到达根桥的路径的代价。
STP根据该开销选择最佳路径，并禁用不需要的端口以阻止环路出现。
3. BPDU的发送和接收：BPDU（Bridge Protocol Data Unit）是STP 使用的控制消息。
通过发送和接收BPDU，设备可以交换网络信息，并计算最佳路径。
STP通过BPDU消息来选举根桥、确定端口状态以及检测网络中的任何拓扑变化。
4.端口状态转换：STP定义了不同的端口状态，包括根端口、非根端口和设计端口等。
根端口是连接到根桥的最佳路径的端口，非根端口是连接到非根桥的端口，而设计端口是被阻塞的端口。
当网络发生拓扑变化或当前最佳路径不可用时，端口状态可能会在不同状态之间转换。
5.拓扑变化的检测和恢复：STP可以检测到网络中的拓扑变化，例如连接断开或新设备的加入。
当发生拓扑变化时，STP会重新计算最佳路径并重新配置自身，以适应变化并确保生成树的连通性。
这个过程可能导致网桥端口变化或数据包转发中断。
STP的基本原理允许网络中的设备自动适应拓扑变化，并提供冗余路径以确保数据传输的可靠性。
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图9-23 定义次根网桥
9.4.3 根桥调整
图9-24 新的根网桥与非根网桥
图9-25 交换机A的生成树协议信息
图9-28 修改网桥优先级
9.4.4 多VLAN生成树
多VLAN生成树（Multiple VLAN Spanning Tree ，MST）可以将多个VLAN映射到一个生 成树协议实例下。这一方面大量减少了需要维 护的生成树协议数量，另一方面还可以充分、 合理地利用冗余链路进行负载均衡。 在IEEE 802.1s标准中，描述了多生成树协议 的规范。
9.4 生成树协议调整
9.4.1 加速生成树收敛时间
图9-16 配置快速端
9.4.2 每VLAN生成树（Per Vlan Spanning Tree，PVST）
图9-17 PVST
9.4.3 根桥调整
图9-18 默认情况下的根网桥与非根网桥
图9-19 交换机A的生成树协议信息
9.4.3 根桥调整
2．show spanning-tree blockedports 显示处于阻塞状态的端口
3．show spanning-tree detail 显示生成树详细信息
4．show spanning-tree interface 用于显示生成树中某端口相关状态
5．show spanning-tree vlan 用来显示指定VLAN的生成树内容
网络互连技术——路由、交换与远程访问 （第二版）
主编 张保通 李伟红
中国水利水电出版社
第9章 生成树协议原理与配置
9.1 冗余拓扑结构
图9-1 交换机间冗余拓扑结构
9.1.1 广播风暴
图9-2 交换机间的循环链路
9.1.2 单帧的多次递交
图9-3 单帧的多次递交
9.1.3 桥接表的不稳定
图9-4 桥接表的不稳定性问题
9.2.2 生成树协议术语
1．网桥协议数据单元（ Bridge Protocol Data Unit ， BPDU）
2．网桥号（ Bridge ID） 3．根网桥（ Root bridge ） 4．指定网桥（ Designated bridge ） 5．根端口（ Root port ） 6．指定端口（ Designated port ） 7．非指定端口（ NonDesignated port ）
9.2.2 生成树协议术语
9.2.3 根网桥选举
图9-2 根网桥选举
9.2.4 生成树代价
图9-7 根端口选举
9.2.5 生成树协议操作
图9-8 交换机端口的四种状态
9.2.6 生成Biblioteka 的重新计算图9-9 生成树的重新计算
9.3 生成树协议诊断
1．show spanning-tree 显示生成树协议中交换机及其端口的情况
实验
实验9-1 生成树诊断、调整
实验9-1 生成树诊断、调整
思考与练习
6．show spanning-tree summary 用于显示生成树总结
10.3.1 show spanning-tree
10.3.1 show spanning-tree
10.3.1 show spanning-tree
10.3.1 show spanning-tree
10.3.1 show spanning-tree
9.2 生成树协议（ Spanning Tree Protocol ）概述
9.2.1 生成树协议概述 生成树协议（Spanning Tree Protocol ，STP） 起源于DEC公司的“网桥到网桥”协议。后来， IEEE 802委员会制定了生成树协议的规范 802.1d。
图9-5 生成树协议操作