生成树协议原理及配置

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。

交换机生成树协议的基本原理
交换机生成树协议（STP）的基本原理基于树的生长方式，旨在避免网络中
的环路。

通过定义根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端
口（Designated Port）和路径开销（Path Cost）等概念，STP协议通过
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协议通过交换机之间的信息交流，这些信息交流单元称为配置消息BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。

STP BPDU为二层报文数据区携带了用于生成树计算的所有有用信息，所有支持STP协议的交换机都会接收
并处理收到的BPDU报文。

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并重新生成一棵树。

STP协议基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法，被纳入了IEEE 标准中。

为了提高收敛速度，IEEE组织推出了快速生成树协议（RSTP），在网络结构发生变化时比STP更快的收敛网络，还引进了端口
角色来完善了收敛机制，被纳入在IEEE 标准中。

更多信息可以查阅相关资料或者咨询计算机专业技术人士了解。

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。

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生成树协议的基本配置一、背景介绍STP（Spanning Tree Protocol）生成树协议是一种用于构建冗余网络的协议，它可以避免网络中出现环路，从而保证数据的可靠传输。

在网络拓扑结构发生变化时，STP能够自动调整生成树，确保网络的高可用性和稳定性。

二、STP基本概念1. 根桥：生成树中拥有最小桥ID的交换机。

2. 桥ID：由优先级和MAC地址组成。

3. 桥优先级：由管理员配置，范围为0-65535，默认值为32768。

4. 桥端口：连接到其他交换机或主机的物理端口。

5. 桥端口状态：指桥端口在生成树中的状态，包括阻塞、学习和转发三种状态。

三、STP配置步骤1. 配置桥优先级在一个LAN（Local Area Network）中，只有一个交换机能够被选举为根桥。

因此，在配置STP之前需要确定哪个交换机将被选举为根桥。

管理员可以通过配置桥优先级来控制交换机被选举为根桥的可能性。

具体操作如下：Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 245762. 配置端口类型在STP中，每个端口都有一个状态。

在初始状态下，所有端口都处于阻塞状态。

管理员需要将交换机的端口配置为不同的类型，以便根据网络拓扑结构自动调整生成树。

具体操作如下：Switch(config)#interface gigabitethernet 1/0/1Switch(config-if)#spanning-tree portfast3. 配置端口优先级当STP计算生成树时，它将考虑每个桥的桥ID和每个桥的端口优先级。

如果两个桥ID相同，则会比较它们的端口优先级。

管理员可以通过配置端口优先级来控制交换机被选举为根桥的可能性。

具体操作如下：Switch(config)#interface gigabitethernet 1/0/1Switch(config-if)#spanning-tree port-priority 1284. 配置边缘端口边缘端口是连接到终端设备（如计算机、服务器或IP电话）的交换机物理接口。

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。

STP 生成树协议配置协议名称：STP（生成树协议）配置协议一、背景介绍：STP（生成树协议）是一种网络协议，用于在网络中自动选择最佳路径，防止网络中的环路，确保数据的快速传输和网络的稳定性。

本协议旨在详细描述STP的配置过程，以确保网络管理员能够正确地配置STP，并确保网络的正常运行。

二、配置步骤：1. 确认网络拓扑：在开始配置STP之前，需要确认网络拓扑，并了解网络中的交换机和链路的连接关系。

2. 选择根桥：在网络中选择一个交换机作为根桥，根桥是整个生成树的根节点，负责决定最佳路径。

3. 配置根桥：将选择的交换机配置为根桥，可以通过以下步骤完成：a. 登录到根桥的管理界面。

b. 进入交换机的全局配置模式。

c. 使用命令"spanning-tree vlan <vlan-id> root primary"将该交换机配置为根桥。

其中，<vlan-id>为需要配置的VLAN ID。

4. 配置非根桥：非根桥是网络中除根桥外的其他交换机，需要通过以下步骤配置：a. 登录到非根桥的管理界面。

b. 进入交换机的全局配置模式。

c. 使用命令"spanning-tree vlan <vlan-id> root secondary"将该交换机配置为非根桥。

其中，<vlan-id>为需要配置的VLAN ID。

5. 配置端口：配置交换机上的端口，以确保生成树的正常运行。

可以通过以下步骤完成：a. 登录到交换机的管理界面。

b. 进入端口配置模式。

c. 使用命令"spanning-tree portfast"将端口配置为快速端口，以加快端口的状态转换。

d. 使用命令"spanning-tree bpdufilter enable"将端口配置为BPDU过滤模式，以防止BPDU报文的传输。

6. 验证配置：配置完成后，需要验证STP的配置是否成功。

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。

简述生成树协议的工作原理(一)生成树协议什么是生成树协议生成树协议是一种用于网络交换机的协议，用来避免在网络中出现环路，保证网络通信的稳定性。

它通过选择一条主干路径，并且屏蔽掉其他的冗余路径，使得数据流向更加高效和可靠。

生成树协议的原理生成树协议的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.建立拓扑：将所有的网络交换机连接起来形成一个拓扑结构，包含有向边和交换机节点。

2.根交换机的选举：在拓扑结构中选择一个交换机作为根交换机，这个根交换机的选举是根据交换机的优先级来进行的，优先级越高的交换机被选为根交换机。

3.端口角色的选择：每个交换机的端口根据其与根交换机的距离来确定其角色，距离最短的端口被选为根端口，其他的端口会进一步竞选成为指定端口或者阻塞端口。

4.指定端口的选举：指定端口是除了根端口外，接收到根交换机信息的端口。

在拓扑结构中，生成树协议通过计算路径代价，选举出每个交换机到根交换机的最短路径，并指定相应的端口为指定端口，其他非指定端口则会被阻塞。

5.阻塞端口的操作：交换机的阻塞端口不会向外发送任何的数据包，只能接收到其他端口发送的数据包。

6.路径修复：如果出现链路故障或者新的交换机加入网络，生成树协议会及时检测到变化，并进行重新计算和调整，以保持网络的稳定性。

7.数据转发：生成树协议最终会形成一棵树状结构，根交换机负责将数据包转发到其他交换机上，其他交换机再转发给它们的子交换机，以此类推，保证数据在整个网络中的高效传输。

生成树协议的工作流程生成树协议的工作流程可以用以下步骤来概括： - 步骤1：选举根交换机 - 步骤2：选择根端口 - 步骤3：计算最短路径并选择指定端口 - 步骤4：阻塞非指定端口 - 步骤5：检测链路变化并重新计算路径 - 步骤6：数据转发生成树协议的优点生成树协议的使用能够带来以下几个优点： - 避免数据包在网络中的环路传输，保证数据的高效传输。

- 支持网络拓扑的变化，能够及时检测链路故障并进行修复。