网络工程之STP协议

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生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)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形网络,从而避免报文在环形网络中的增生和无限循环。

技术原理

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树计算。
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。

功能特点

STP(生成树协议)是一个二层管理协议。在一个拓展的局域网中参与STP的所有交换机之间通过交换机协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit,BPDU)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个指定交换机,将冗余路径上的交换机置为Blocking,来消除网络中的环路。
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。另一方面STP协议提供了为网络提供备份连接的可能,能够为网络提供动态冗余切换机制。STP能在网络设计中部署备份线路,并且保证:

  1. 在主线路正常工作时,备份线路是关闭的;
  2. 当主线路出现故障时自动使用备份线路,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切换。

网络STP生成树协议

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