STP生成树的工作原理
stp原理
stp原理STP原理，又称生成树协议（Spanning Tree Protocol），是一种网络协议，用于在局域网中防止网络环路形成，并确保网络的高可用性和稳定性。
在一个局域网中，如果存在多个交换机或桥接设备之间的互连，可能会导致网络环路的形成。
这样的环路会导致数据包在网络中不断循环，从而造成网络拥塞和冲突，严重影响网络性能和通信质量。
因此，STP原理的提出是为了避免这种局域网环路带来的问题。
STP原理的核心思想是通过建立一棵生成树，选择出一个主干路径，将其他冗余环路禁用。
生成树的选择遵循一套算法，其中最常用的是IEEE 802.1D标准中的STP算法。
该算法使用了一种叫做最小费用生成树（Minimum Spanning Tree，MST）的算法来确定主干路径。
STP算法的实现包括了三个主要步骤：选举根桥、计算最短路径和禁用多余链接。
首先，STP原理通过选举根桥的方式确定整个网络中的根桥，根桥是生成树的根节点。
根据规则，桥设备的优先级和MAC地址都可以影响根桥的选举结果。
接下来，生成树中的每个桥设备将计算到根桥的最短路径。
每个桥设备根据收到的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）信息来计算路径的开销，开销越小代表路径越短。
通过比较开销的大小，可以确定生成树中的每一条链路。
最后，根据计算结果，STP原理会禁用多余的链路，即非生成树链路。
这样，网络环路就被消除了，数据包只会在生成树上进行转发，从而避免了冲突和拥塞的问题。
需要注意的是，STP原理并不是一种完美的解决方案。
由于生成树的计算和链路禁用需要一定的时间，因此在网络发生拓扑变化时，会导致生成树的重新计算和链路的重新配置，从而引起网络的短暂中断。
此外，STP原理不能解决所有的环路问题，特别是当网络拓扑比较复杂时。
因此，在实际应用中，还需要结合其他技术和协议来进一步优化网络的性能和可用性。
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。
STP协议生成树协议解析与环路消除
STP协议生成树协议解析与环路消除STP（Spanning Tree Protocol）是一种数据链路层协议，用于在拓扑网络中避免环路，并选择最佳路径进行数据传输。
本文将对STP协议的生成树协议解析与环路消除进行详细讨论。
一、STP协议概述STP协议是由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的802.1D标准定义的一种网络协议。
它的主要目标是解决网桥（Bridge）或交换机（Switch）之间连接成环路时可能产生的问题，如广播风暴。
二、STP协议工作原理STP协议通过选择一个交换机作为根交换机（Root Switch），该交换机将成为生成树的根节点。
其他交换机通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息进行选举，选择一个具有最短路径通向根交换机的端口。
三、STP协议过程1. 交换机启动时，所有端口处于指定状态（Discarding State），不进行数据转发。
2. 通过BPDU消息交换，交换机进行选举，选择一个交换机作为根交换机。
3. 根交换机将所有端口置为指定状态，而其他交换机选择一条通向根交换机的端口，将其置为指定状态，形成生成树。
4. 生成树上的端口处于指定状态，可以进行数据转发，非生成树上的端口处于指定状态，不进行数据转发。
四、环路消除由于STP协议允许存在备份链路，可能会导致网络中出现多条路径，从而产生环路。
为了消除环路，STP协议会选择将某些端口置于阻塞状态（Blocking State），不进行数据转发。
1. 链路开销优先级STP协议将每个端口的优先级称为链路开销。
端口开销越小，选举时优先级越高。
默认情况下，端口开销为100。
2. 选举根交换机交换机通过发送BPDU消息进行选举根交换机。
BPDU消息包含根交换机的优先级和MAC地址信息，每个交换机收到BPDU消息后比较优先级和MAC地址，选择优先级较低的交换机作为根交换机。
stp生成树协议的原理和应用
Stp生成树协议的原理和应用1. 概述STP（Spanning Tree Protocol）是一种用于构建和维护割除冗余链路的树状拓扑结构的链路层协议。
它能够避免网络环路以及广播风暴的发生，确保数据在网络中的可靠传输。
2. 原理STP的原理基于以下几个关键概念：2.1 网桥(Bridge)网桥是连接不同网络的设备，它有多个网口用于接收和转发数据帧。
2.2 网桥标识(Bridge Identifier)每个网桥都有一个唯一的标识，用于在网络中区分不同的网桥。
网桥标识由优先级和MAC地址组成。
2.3 端口状态每个网桥端口都有不同的状态，包括： - Disabled（禁用）：端口不参与生成树计算。
- Blocking（阻塞）：端口不转发数据帧，只接收配置和STP BPDU （Bridge Protocol Data Units）帧。
- Listening（监听）：端口仅接收配置和STP BPDU帧。
- Learning（学习）：端口接收和转发数据帧，并学习源MAC地址。
- Forwarding（转发）：端口接收和转发所有数据帧。
2.4 根桥(Root Bridge)生成树中的起始点，用于确定整个网络的拓扑结构。
根桥的网桥标识具有最小优先级。
2.5 生成树生成树是一种无环的树状拓扑结构，其中只有一条路径可用于发送数据帧。
其它路径被阻塞以避免网络环路的发生。
生成树的构建是通过选择根桥和确定端口状态来实现的。
2.6 BPDU帧BPDU帧是STP协议使用的消息格式，用于实现生成树的构建和维护。
BPDU 帧包含了网桥标识、优先级、路径代价等信息。
3. 应用STP协议在网络中的应用主要有以下几个方面：3.1 网络环路的割除在复杂的网络中，往往存在多条路径连接不同的网桥。
如果没有STP协议进行环路割除，数据帧可能会在环路中不断转发，导致广播风暴和网络拥塞。
STP协议通过选择一条最短路径，将其它路径阻塞，确保网络中不存在环路。
STP生成树的工作原理
STP生成树的工作原理生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是用于在以太网交换网络中防止环路的协议。
它的工作原理是通过计算生成一棵树，从而选择出一条主路径，并且屏蔽其他冗余的路径。
STP能够确保相同的数据包不会无限制地在网络中进行广播和转发，从而避免了环路导致的网络拥塞和数据包多次传输的问题。
STP的工作原理可以分为以下几个步骤：2.根端口选择：一旦根桥被选举出来，交换机就会选出一条用于连接到根桥的最佳路径。
根端口是指能够到达根桥的最佳路径上的接口。
交换机通过比较根桥的桥ID和路径上交换机的桥ID来选择根端口。
桥ID由优先级和MAC地址组成。
3.非根桥的端口状态：除了根端口外，其余的端口分为两种状态：指定端口和备选端口。
指定端口是指在特定路径上的唯一可用端口，用于传送数据。
备选端口是指在指定路径上的多个可用端口中的备用端口。
4.换届选举：当网络拓扑结构发生变化时，例如添加或删除交换机，就会触发换届选举。
换届选举是为了确保生成的树仍然是有效的。
在换届选举中，交换机会重新选择根桥和根端口。
生成树协议的原理在于维护一棵树状结构，从而避免环路的发生。
在生成树中，只有根桥和根端口是处于工作状态的，其他的端口都处于阻塞状态，不参与数据传输。
当有链路出现故障或者网络拓扑结构发生变化时，生成树协议会重新计算生成一棵全新的树，从而确保网络的稳定性。
STP的生成树协议是目前广泛应用于以太网交换网络中的环路防护协议。
其工作原理简单明了，通过选举和计算生成一棵树，从而选择出主路径，并屏蔽冗余路径，确保网络的稳定和可靠性。
STP的工作原理对于搭建大型网络和解决网络拓扑结构变化问题具有重要意义。
简述stp的工作原理
简述stp的工作原理STP即生成树协议(Spanning Tree Protocol)，是一种用于在局域网中避免环路的网络协议。
其工作原理是通过构建一个树形拓扑结构，将网络中的所有交换机以及连接它们的链路组成一个“生成树”，从而实现环路的防止。
STP的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 选举根交换机：在网络中，首先需要选举出一个交换机作为根交换机(Root Switch)，该交换机作为生成树的根节点。
选举根交换机的条件是：优先级最低的交换机将会成为根交换机，如果优先级相同，则MAC地址最小的交换机成为根交换机。
2. 计算最短路径：每个交换机根据自身与根交换机之间的链路开销计算出到达根交换机的最短路径，该路径称为根路径(Root Path)。
计算最短路径的算法可以是最短路径优先（SPF）或者迪杰斯特拉（Dijkstra）算法。
3. 选择根端口：在每个交换机上，需要选择一个端口作为根端口(Root Port)，这个端口将被用于发送生成树上的数据。
根端口的选择依据是：链路开销最小的端口将被选择为根端口，如果链路开销相同，则选择与根交换机有最短路径的端口。
4. 选择设计端口：由于STP的目标是避免环路，因此需要选择一个交换机的某些端口作为设计端口(Designated Port)，作为生成树上的其他交换机连接起来的桥梁。
设计端口的选择依据是：在同一网段中，仅选择一个端口作为设计端口，此端口将成为根交换机和非根交换机之间的桥梁。
5.剔除冗余连接：根据生成树协议的原则，除了根交换机，其他交换机上的端口都需要关闭一些连接，以避免环路的形成。
在每个交换机上，如果某个端口不是根端口或者设计端口，则将其关闭。
通过以上步骤，STP可确保在局域网中只有一条根路径，从而消除任何可能的环路。
当链路出现故障或新增连接时，STP会重新计算生成树，确保网络的稳定性和高可用性。
值得注意的是，STP虽然可以防止环路，但是其生成树能力有限，只能应对简单拓扑结构。
stp协议工作原理
stp协议工作原理STP协议工作1. 概述STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）是一种用于保证交换网络中无环的链路的协议。
它的目标是通过自动选择、禁用冗余链路，从而避免数据包在网络中循环传送。
2. 基本原理STP协议的基本原理是通过选择一个根桥（Root Bridge）和一组根端口（Root Port）来构建生成树。
以下是STP协议的工作过程：•选择根桥：所有的交换机将进行竞选，哪个交换机具有最低的桥优先级（Bridge Priority）和最低的MAC地址，就会成为根桥。
•选择根端口：每个非根交换机将选择与根桥直接相连的那个端口为根端口，该端口的路径成为最短路径。
•选择设计化端口：每个非根交换机将通过比较与根桥相连的端口的桥ID和端口ID，选择一个最佳的端口作为设计化端口（Designated Port）。
非根交换机上的非设计化端口将被禁用，避免网络中形成环路。
3. STP的端口状态STP协议定义了几种端口状态：•指定端口：端口可用于传递网络数据，允许发送和接收数据。
•阻塞端口：端口计算树路径但暂时不用于转发数据，用于防止形成环路。
•备份端口：端口计算树路径但暂时不用于转发数据，作为冗余备份。
•禁用端口：端口被手动或自动禁用，不能用于传递数据。
4. STP的优化为了提高STP的收敛速度和使用效率，STP协议还进行了一些优化：•快速收敛：STP协议引入了快速收敛机制，使网络快速适应链路改变，减少网络中断时间。
•端口优先级调整：可以通过调整端口的优先级，使得某些端口更有可能被选择为指定端口，提高带宽使用率。
•端口聚合：将多个物理端口捆绑成一个逻辑端口，提供更大的带宽和冗余。
5. 总结STP协议是保证交换网络中无环的关键协议。
通过选择根桥和根端口，以及禁用冗余链路，生成树协议可有效避免循环传送数据包。
同时，STP协议还提供了一些优化手段，使网络更快速、高效地收敛和运行。
希望通过上述的解释，你对STP协议的工作原理有了更深入的了解。
STP协议解析生成树协议的工作原理
STP协议解析生成树协议的工作原理生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种用于网络交换机之间建立冗余链路的协议，它的作用是确保网络中不存在环路，以提高网络的可靠性和稳定性。
本文将对STP协议进行解析，并介绍其工作原理。
一、STP协议简介STP协议是由IEEE 802.1D标准定义的一种链路层协议，用于在网络交换机之间建立一个逻辑上无环路的生成树（Spanning Tree），通过将某些端口设为阻塞状态来消除冗余链路，从而避免广播风暴和数据包的循环转发。
二、STP协议的工作原理1. 桥ID和优先级STP协议中，每个交换机都有一个唯一的Bridge ID（桥ID）用于标识自己，桥ID由优先级和MAC地址组成。
优先级取值范围为0~65535，MAC地址为交换机的物理地址。
生成树的根交换机拥有最小的桥ID。
2. 选举根交换机在网络中，首先进行根交换机的选举。
每个交换机发送BPDU （Bridge Protocol Data Unit）消息，其中包含了自己的桥ID和路径代价（Path Cost）。
路径代价是指从发送BPDU的交换机到根交换机的总路径长度，路径长度越短，路径代价越小。
接收到BPDU的交换机会与自己的桥ID进行比较，如果接收到的BPDU的桥ID更小或者路径代价更小，则将接收到的BPDU继续发送给其他交换机。
3. 生成树计算生成树计算阶段，交换机通过比较收到的BPDU中的桥ID和路径代价来确定到达根交换机的最佳路径，将其端口状态设置为指定端口（Designated Port），用于与其他交换机进行通信。
同时，选举出的根交换机的端口也设置为指定端口。
如果有多条路径具有相同的最小路径代价，则选择桥ID较小的那个路径。
4. 阻塞冗余链路生成树计算完成后，除了根交换机和指定端口以外的所有其他端口都将被设置为阻塞状态（Blocking State），这样就实现了环路的消除。
STP生成树原理和配置
STP生成树原理和配置STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写。
该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。
STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文（在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”）来确定网络的拓扑结构。
配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。
生成树协议STP/RSTP1. 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。
2. 功能介绍：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。
新型以太单板支持符合ITU-T 802.1d标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。
但是，由于协议机制本身的局限，STP保护速度慢（即使是1s的收敛速度也无法满足电信级的要求），如果在城域网内部运用STP技术，用户网络的动荡会引起运营商网络的动荡。
目前在MSTP 组成环网中，由于SDH保护倒换时间比STP协议收敛时间快的多，系统采用依然是SDH MS-SPRING或SNCP，一般倒换时间在50ms以内。
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）是一种用于在计算机网络中构建冗余路径并避免网络环路的协议。
它是一种链路层协议，常用于以太网中。
在局域网中，当网络拓扑发生变化时，可能会出现环路的情况，可能导致网络中出现广播风暴，影响网络性能。
为了解决这个问题，STP被引入，它可以自动选择合适的路径，构建一棵树状结构，以避免环路。
STP的工作原理如下：1. 每个网络设备（交换机）都有一个唯一的桥优先级（Bridge Priority）值，以及一个桥ID（Bridge ID），桥ID由桥优先级和MAC地址组成。
2. 当网络启动时，STP协议会通过选举的方式选择一个交换机作为根桥（Root Bridge），根桥的桥ID最小。
3. STP通过在网络中发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）的方式进行交流。
BPDU 中包含了交换机的桥ID以及与根桥之间的最短路径开销。
4. 当收到BPDU时，交换机会比较自己的桥ID和收到的BPDU中的桥ID，并根据比较结果选择一个最优的路径。
如果自己的桥ID更小，则发送自己的BPDU，如果收到的桥ID更小，则更新自己的桥ID，并重新发送BPDU。
5. 根据最短路径的原则，STP会选择一条路径作为根路径（Root Path），其他路径将被标记为不活跃状态。
6. 当网络中某个链路发生故障或恢复时，STP会自动调整路径，以保持网络的稳定性。
1. 避免环路：STP可以自动选择一条路径，并将其他路径标记为不活跃状态，从而避免网络中出现环路。
2. 冗余路径：STP可以构建冗余路径，在网络中发生故障时，可以迅速切换到备用路径，以确保网络的可用性和容错性。
3. 负载均衡：当网络中有多条可用路径时，STP可以根据路径的开销选择最优的路径，实现负载均衡。
生成树协议（STP）通过构建冗余路径并避免网络环路，可以提高网络的可用性、容错性和稳定性，在计算机网络中具有广泛的应用。
STP协议生成树协议在局域网中的应用原理
STP协议生成树协议在局域网中的应用原理在局域网中，STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）扮演着重要的角色。
它的作用是维护网络中的冗余链路，并确保数据在网络中的稳定转发。
本文将介绍STP协议的原理及其在局域网中的应用。
一、STP协议原理STP协议的主要原理是根据网络拓扑结构建立一棵生成树，通过选择一个根节点，并关闭其他冗余链路，实现网络中的最优路径选择与环路消除。
以下是STP协议的一般流程：1. 桥选主，选择根桥：在网络中，选择一个桥作为根桥，该桥不断发送Bridge Protocol Data Units（BPDU）消息，用于告知其他桥它是根桥。
2. 桥优先级设置：每个桥都有一个默认的桥优先级，优先级越低，越可能成为根桥。
如果优先级相同，则根据桥的MAC地址来决定。
3. 接收BPDU消息：每个桥都会接收来自其他桥发送的BPDU消息，这些消息包含了发送桥的信息。
4. BPDU消息处理：桥根据收到的BPDU消息更新自己的信息，并根据收到的BPDU消息选择最短路径到达根桥的端口。
5. 生成树构建：根据桥的信息和路径开销（Path Cost）计算，生成一棵覆盖整个局域网的树，每个桥上的端口被划分为根端口、设计端口或者阻塞端口。
二、STP协议在局域网中的应用在局域网中，STP协议的应用主要有以下几个方面：1. 防止环路：局域网中存在多条连接同一个网络设备的链路，如果不使用STP协议，这些链路可能形成环路，导致数据在网络中无限循环，严重影响网络性能。
STP协议通过选择最优路径并关闭冗余链路，消除了环路问题，确保数据在网络中的正常传输。
2. 提高网络可靠性：STP协议可以在网络中的某个链路发生故障时，及时切换到其他可用链路，确保网络的连通性和可靠性。
当检测到某个链路断开或故障时，STP协议会选择替代路径，保证数据传输不会中断。
3. 负载均衡：STP协议可以将网络中的流量分摊到不同的链路上，实现负载均衡。
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stp的工作原理
简述stp的工作原理STP（Spanning Tree Protocol）是一种用于局域网中的冗余备份和负载均衡的协议，它可以防止环路和桥接环路的发生，同时可以提高网络的可靠性和性能。
STP的工作原理可以分为以下三个方面：一、生成树计算STP的核心是生成树计算。
在STP中，每个交换机都有一个根桥（Root Bridge）和一组端口（Port），根桥是网络中最高优先级的交换机，而每个端口都有一个优先级和一个路径成本。
STP通过计算生成树来构建网络拓扑，生成树的根桥是所有交换机的根桥，每个交换机只有一个根端口（Root Port），用于连接到根桥或其他交换机的端口。
在STP的初始状态下，每个交换机都会向其他交换机发送BPDU （Bridge Protocol Data Unit）报文，这些报文中包含了该交换机的优先级、端口号、路径成本等信息。
每个交换机都会根据这些信息计算出自己的根桥、根端口以及阻塞端口，并将阻塞端口加入到阻塞状态（Blocking State）中。
在生成树计算完成后，只有根桥和连接根桥的端口是激活状态（Active State），其他所有端口都被阻塞。
二、拓扑变化当网络中的拓扑发生变化时，STP会重新计算生成树以适应新的网络拓扑。
当一个交换机启动时，它会向其他交换机发送BPDU报文，通知其他交换机自己已经启动。
如果这个新加入的交换机具有更高的优先级，那么它将成为新的根桥，网络拓扑将重新计算。
如果这个新加入的交换机具有更低的优先级，那么它将成为其他交换机的从桥（Designated Bridge），它的端口将被阻塞，直到它被启用或关闭。
当一个端口的状态发生变化时，例如从阻塞状态变为激活状态或从激活状态变为阻塞状态，STP会重新计算生成树以适应新的网络拓扑。
在拓扑变化的过程中，STP会通过重新计算生成树来确保新的网络拓扑仍然是无环路的，并且每个交换机只有一个根端口和一个阻塞端口。
三、负载均衡STP不仅可以通过生成树计算来防止环路的发生，还可以通过负载均衡来提高网络的性能。
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）是一种用于在计算机网络中防止环路和选择最佳路径的协议。
在计算机网络中，由于网络拓扑的复杂性和链路的多样性，可能会出现环路和冗余链路，导致网络拥塞和数据包丢失。
生成树协议通过选择一条最佳路径，从而构建一棵生成树，防止环路的发生，保证网络的稳定和可靠性。
本文将介绍生成树协议在计算机网络中的应用以及其原理和工作方式。
一、生成树协议的原理和工作方式1. 原理生成树协议的原理是通过选举一个根节点，然后每个网桥都根据距离根节点的路径来选择一个最佳的端口作为树桥端口，从而构建一棵生成树。
生成树的目的是为了避免环路的产生，保证数据包在网络中能够以最佳的路径进行传输。
生成树协议采用了一个分布式算法，通过交换消息来计算出生成树，并实现了自动调整网络拓扑的功能。
2. 工作方式生成树协议的工作方式分为生成树算法和生成树端口选择两个部分。
在生成树算法中，各个网桥会通过交互信息来计算出一棵生成树，并且采用了一个快速收敛的算法来确保生成树的及时更新。
在生成树端口选择中，每个网桥都会选择一个端口作为树桥端口，用来接收生成树的数据包。
生成树协议使用了BPDU（Bridge Protocol Data Units）来进行交换信息，并通过比较BPDU的优先级和路径代价来选择树桥端口。
1. 避免环路生成树协议的最主要应用就是避免网络中出现环路。
在计算机网络中，如果出现了环路，会导致数据包在网络中不断循环，最终导致网络拥堵和数据丢失。
生成树协议通过构建一棵生成树，将网络中的冗余链路屏蔽掉，从而避免了环路的产生。
2. 负载均衡在计算机网络中，可能会存在多条连接同一目的地的路径，生成树协议可以选择一条最佳路径，并且屏蔽掉其他冗余路径。
通过选择最佳路径来传输数据，可以实现网络的负载均衡，从而提高网络的吞吐量和性能。
3. 故障恢复生成树协议还能够实现网络的快速故障恢复。
STP生成树协议工作原理剖析
STP生成树协议工作原理剖析STP（Spanning Tree Protocol）生成树协议是一种用于以太网中的链路冗余消除和环路预防的网络协议。
它的主要目标是确保网络中没有冗余路径，并保持网络拓扑结构的稳定性和高可用性。
本文将深入剖析STP生成树协议的工作原理，包括BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息的交换以及生成树的计算和维护机制。
1. STP的基本原理STP生成树协议通过建立一棵覆盖整个网络的生成树来实现冗余链路的关闭，只保留一条根路径用于数据传输。
在这棵生成树中，选举出一台根桥（Root Bridge）作为网络的根节点，并为每个桥设备（Bridge）选择一个根端口（Root Port），其余的端口被标记为指定端口（Designated Port），从而组成生成树的结构。
2. BPDU消息的交换BPDU消息是STP生成树协议中桥设备之间交换的关键信息。
桥设备通过发送和接收BPDU消息来交换拓扑信息、计算路径开销以及进行选举等操作。
BPDU消息包括以下几个关键字段：- Bridge ID（桥ID）：用于标识桥设备的唯一标识，由优先级和MAC地址组成。
- Port ID（端口ID）：用于标识桥设备上的端口的唯一标识，由端口优先级和端口号组成。
- Root Bridge ID（根桥ID）：用于记录当前生成树的根桥ID。
- Path Cost（路径开销）：用于计算从根桥到当前桥设备的路径开销。
3. 生成树计算和维护机制STP生成树协议通过选举根桥和计算路径开销来构建生成树。
具体的计算和维护机制如下：- 根桥选举：每个桥设备会比较收到的BPDU消息中的根桥ID，选取具有最小根桥ID的设备作为根桥。
若根桥ID相同，则比较桥设备的MAC地址。
- 端口选举：每个桥设备比较收到的BPDU消息中的根桥ID以及路径开销，选取到达根桥路径开销最小的端口作为根端口。
若路径开销相同，则比较端口ID。
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
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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。
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（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
交换机的生成树原理
交换机的生成树原理
交换机生成树的原理是基于生成树算法，目的是确保交换机网络中没有环路，并通过选择合适的路径来实现数据的转发和转发。
生成树算法通常使用的是Spanning Tree Protocol (STP)。
STP的工作原理如下：
1. 每个交换机被配置为一个Bridge Root，也就是一个网络中最主要的交换机，所有其他交换机将通过STP选择一条路径连接到这个Root上。
2. 交换机通过执行根桥选举过程来选择一个根桥，该过程基于交换机的Bridge ID，其中Priority值越小，优先级越高。
3. 交换机之间通过发送BPDU (Bridge Protocol Data Units) 消息来交换信息，BPDU包含了交换机的信息，如Bridge ID、Path Cost等。
4. 每个交换机根据BPDU消息计算出到达根桥的路径成本，路径成本通常是基于链路的带宽、延迟等因素。
5. 每个交换机选择一条到根桥的最低成本路径，作为其根端口。
6. 对于剩余的端口，交换机会选择一个被禁用的端口作为指定端口，用于与其他交换机进行通信。
7. 当交换机网络中出现链路故障或新的交换机加入时，STP会动态地调整生成树，重新计算路径和端口。
通过生成树算法，交换机网络可以动态地选择最佳路径，并且避免了环路，从而提高了网络的性能和可靠性。
生成树协议原理
生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol）是一种工作在OSI网络模型中的第二层（数据链路层）的通信协议。
它的基本应用是防止交换机冗余链路中产生的环路，从而确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构，避免广播风暴占用交换机大量的资源。
STP的工作原理是，如果任意一台交换机到达根网桥有两条或者两条以上的链路，STP会根据算法仅保留一条链路，切断其他链路，以保证任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路。
这种生成的拓扑结构类似于以根交换机为树干的树形结构，因此被称为生成树协议。
STP基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法，该算法被纳入了IEEE 802.1d标准中。
STP定义了根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路径开销（Path Cost）等概念，通过构造一棵自然树的方法达到剪裁冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。
STP通过桥之间互相转换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。
BPDU有两种类型：普通BPDU用于生成树计算以及维护生成树，而BPDU TCN则在网络拓扑发生变化时发送报文告知其他设备。
STP的主要目的是通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环，并在当前路径发生故障时，激活冗余备份链路以恢复网络的连通性。
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）是一种广泛应用于计算机网络中的协议，它的作用是在网络中防止出现环路，并选择一条最佳的路径进行数据传输。
在计算机网络中，STP的应用十分广泛，下面我们将详细介绍STP在计算机网络中的应用。
我们来了解一下STP的基本原理。
在一个拓扑结构复杂的局域网中，数据包很可能出现在网络中绕圈传送的情况，这将导致网络性能的下降甚至网络的瘫痪。
STP的工作原理就是通过选择一条主干链路，并将其它冗余链路进行屏蔽，从而消除网络中可能存在的环路。
STP通过不断地发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来实现这一目标，最终形成了一棵以交换机为节点的树状拓扑结构，这个拓扑结构中只有一条路径可以将数据包从一个交换机传送至另一个交换机，从而保证了网络中不会出现环路，也确保了数据包可以按照最佳路径进行传输。
STP在计算机网络中的应用非常广泛，以下是几个典型的应用场景：1. 企业局域网（LAN）中的应用对于企业级的局域网，往往存在大量的交换机和连接线路，网路拓扑十分复杂。
在这种情况下，STP的作用就显得尤为重要。
通过STP协议的运行，网络管理员可以保证整个局域网的拓扑结构合理和稳定。
当局域网中的某个交换机或链路出现故障时，STP可以很快地找到新的路径来代替被中断的路径，从而保证了网络的高可用性和稳定性。
2. 数据中心网络中的应用在现代的大型数据中心，由于存在数量众多的服务器和网络设备，网络拓扑结构往往会非常庞大和复杂。
STP在这种情况下的应用尤为重要，它可以保证数据中心网络不会出现环路，并且可以保证数据包按照最佳路径进行传输。
STP还可以帮助网络管理员更好地管理网络设备，从而提高网络的灵活性和可管理性。
3. 交换机和路由器之间的连接在网络中，交换机和路由器经常需要相互连接，以便实现不同网络之间的通信。
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STP生成树的工作原理
一、STP生成树的工作原理
STP的基本原理可以归纳为三步，选择根网桥RB、选择根端口RP、选择指定端口DP。
然后把根端口、指定端口设为转发状态，其它接口设为阻塞状态，这样一个逻辑上无环路的网络拓扑就形成了。
1.选择根网桥
选择根网桥的依据是网桥ID,由优先级和MAC地址组成，先看优先级，优先级相同时再看MAC地址，值越小越优先选择。
根网桥的选择过程与政治选举类似。
2.选择根端口
每一个非根网桥将从其接口选出一个到根网桥管理成本（ad ministrative cost）最低的接口作为根端口，选择的依据是
(1)自身到达根网桥的根路径成本最低的接口。
根路径成本的计算是，接口收到BPDU中所包含的成本与接口的成本的累加。
(2)直连网桥ID最小
(3)端口ID最小
3.选择指定端口
当一个网段中有多个网桥时，这些网桥会将他们到根网桥的管理成本都通告出去，其中具有最低管理成本的网桥将作为指定（designated）网桥。
指定网桥中发送最低管理成本的BPDU的接口是该网段中的指定端口。
在每段链路上，选择一个指定端口，选择的依据是：
(1)发送最低根路径成本的BPDU的接口
(2)所在网桥ID最小
(3)端口ID最小
总结：
选举根端口，比较接收的BPDU
选举指定端口，比较发送的BPDU
二、STP拓扑稳定后，所以工作中的交换机接口都将处于转发或阻塞状态，生成树的工作过程如下：
(1)根交换机创建成本为0的Hello BPDU，并向其所有接口转发出去
(2)邻接的非根网桥将接收的hello数据包中的成本加上接收端口的成本后，从指定端口转发出去。
(3)每经过一个hello时间周期根网桥重复步骤(1)，非根网桥重复步骤(2)，直到网络拓扑发生变化。
总结一下：
STP拓扑稳定后，根网桥通过每2s的hello时间创建和发送helloBPDU,非根网桥通过根端口接收BPDU,并且从从指定端口转发改变后的BPDU。
各交换机通过接收到得的BP DU 消息，来保持各端口状态的有效，直到拓扑发生变化。
三、网络对变化时生成树的状态
运行生成树协议的交换机上的端口，总是处于下面四个状态中的一个。
在正常操作期间，端口处于转发或阻塞状态。
当设备识别网络拓扑结构变化时，交换机自动进行状态转换，在这期间端口暂时处于监听和学习状态。
（1）禁用Disabled:（为了管理目的或者因为发生故障将端口关闭）
（2）阻塞Blocking：所有端口以阻塞状态启动以防止回路。
由生成树确定哪个端口转换到转发状态，处于阻塞状态的端口不转发数据,但可接受BPDU
（3）监听Listening：如果一个端口可以成为一个根端口或者指定端口，那么它就转入监听状态。
不发送接收数据，接收并发送bpdu，不进行地址学习（临时状态）。
（4）学习Learning：不接收或转发数据，接收并发送bp du，开始地址学习MAC地址表（临时状态）。
（5）转发Forwarding：端口能转送和接受数据。
四、配置STP
(1).启用STP
（config）#spanning-tree vlan ID
(2).设置根网桥
（config）#spanning-tree vlan ID root primary| second
注：primary（24576）、second（28672）
(3).修改网桥优先级
（config）#spanning-tree vlan ID priority 优先级注：优先级是4096整数倍
(4).修改端口成本
（config-if）#spanning-tree valn ID cost 成本(5).修改端口优先级
（config-if）#spanning-tree vlan ID port-prio 优先级
(6).配置上行速链路
（config）#spanning-tree uplinkfast
(7).配置速端口
（config-if）#spanning-tree porfast
(8).查看STP配置
#show spanning-tree
#show spanning-tree vlan id detail --详细信息。