生成树协议

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。

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。

生成树协议(STP)在计算机网络中的应用1. 引言1.1 引言生成树协议(STP)是计算机网络中一个重要的协议，它被广泛应用于以太网LAN 中，用来避免网络环路的产生，提高网络的可靠性，优化网络带宽的利用，以及支持网络的快速恢复。

在现代网络架构中，STP扮演着至关重要的角色，保障了网络的稳定运行和高效传输。

本文将详细探讨生成树协议在计算机网络中的应用，从其如何避免网络环路的产生、如何提高网络的可靠性、如何优化网络带宽的利用，以及如何支持网络的快速恢复等方面展开讨论。

通过深入分析STP的工作原理和应用场景，读者将更加深入了解这一协议的重要性和价值。

在现代网络环境下，随着数据量不断增加和对网络稳定性要求日益提高，STP的作用变得愈发重要。

通过学习和理解STP的应用，可以帮助网络管理员更好地管理网络拓扑结构，确保网络的高可靠性和高性能。

在本文的后续部分中，我们将更详细地探讨STP在计算机网络中的具体应用，希望能对读者有所启发和帮助。

2. 正文2.1 生成树协议(STP)在计算机网络中的应用生成树协议(STP)是一种用于计算机网络中的链路层通信协议，用于避免网络环路的产生，并提高网络的可靠性、优化网络带宽的利用和支持网络的快速恢复。

STP通过计算网络拓扑中的最小生成树来选择一条主干链路，使得网络中所有的交换机都能通过这条链路进行通信，从而避免网络中出现环路。

在计算机网络中，STP的应用非常广泛。

它可以确保网络中数据包的顺利传输，避免数据包在网络中无法到达目的地或造成数据包重复传输的情况。

通过STP，网络管理员可以配置网络拓扑，确保网络中所有的交换机都能按照同一个最小生成树来进行通信，从而保证网络的稳定性。

此外，STP还能提高网络的可靠性。

当网络中出现故障或链路故障时，STP能够及时检测到故障点，并重新计算最小生成树，选择新的主干链路，保证网络的正常运行。

这样，即使网络中某个链路出现问题，整个网络仍可以继续正常工作。

rstp快速生成树协议总结
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种快速生成树协议，用于在网络中建立冗余路径，以防止环路并提供冗余的链路故障恢复机制。

以下是RSTP协议的总结：
1. 快速收敛：RSTP相比传统的生成树协议(STP)具有更快的收敛速度。

它通过减少端口状态转换的时间来实现快速收敛，当网络拓扑发生改变时，RSTP能够更快地重新计算生成树，并将端口从阻塞状态转换为转发状态。

2. 端口状态：RSTP引入了三种新的端口状态，分别是指定端口（designated port）、根端口（root port）和备选端口（alternate port）。

指定端口是网络中最佳路径的一部分，用于传递数据；根端口是与根交换机直接相连的端口；备选端口是与指定端口相连的冗余路径上的端口。

3. 持续活动：RSTP通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来保持网络中的持续活动。

BPDU包含了生成树相关信息，用于交换和更新网络中的拓扑信息，以确保生成树的正确性。

4. 快速端口转移：RSTP支持端口的快速转移。

当某个端口检测到另一个交换机的BPDU时，它会立即将该端口转换为指定端口，并中断旧的生成树计算。

5. 兼容性：RSTP是对传统生成树协议(STP)的改进，具有很好的兼容性。

RSTP可以在现有的STP网络中运行，并与STP设备进行互操作。

总之，RSTP协议通过提供更快的收敛速度和故障恢复机制，以及支持冗余路径的转发，提高了网络的可用性和可靠性。

它是一种广泛应用于以太网中的快速生成树协议。

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。

简述stp生成树协议的由来STP（生成树协议）的由来主要源于解决二层环路交换网络中的环路问题。

在二层以太帧中，没有防止环路的机制，一旦存在环路，就会导致报文在环路内不断循环和增生，产生广播风暴，从而占用大量的带宽和资源，使网络变得不可用。

在这种背景下，STP（生成树协议）应运而生。

它是一种二层管理协议，通过有选择性地阻塞网络冗余链路来消除二层环路，同时具备链路备份功能。

STP最初被广泛运用的是IEEE 802.1d-1998 STP。

随后在此基础上产生了IEEE 802.1w RSTP（快速生成树协议）和IEEE 802.1s MSTP（多生成树协议）。

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，网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，简称BPDU），来确定网络的拓扑结构。

BPDU有两种，配置BPDU（Configuration BPDU）和TCN BPDU。

前者是用于计算无环的生成树的，后者则是用于在二层网络拓扑发生变化时产生用来缩短MAC表项的刷新时间的（由默认的300s缩短为15s）。

STP的基本思想就是按照“树”的结构构造网络的拓扑结构，树的根是一个称为根桥的桥设备，根桥的确立是由交换机或网桥的BID（Bridge ID）确定的，BID最小的设备成为二层网络中的根桥。

BID又是由网桥优先级和MAC地址构成，不同厂商的设备的网桥优先级的字节个数可能不同。

由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置BPDU，非根桥接收配置BPDU，刷新最佳BPDU并转发。

STP（生成树协议）通过以下方式避免环路的产生：1.根桥选举：STP首先在网络中选举一个根桥（Root Bridge），这是整个STP域的管理中心。

根桥的选择基于桥ID，桥ID最小的设备将成为根桥。

2.计算最短路径：每个设备都会发送BPDU（Bridge Protocol Data Units）信息，用于建立桥间通信。

生成树协议实验总结
嘿，朋友们！今天我来给大家分享一下生成树协议实验的总结。

一开始接触这个实验的时候，我就像只无头苍蝇，完全不知道从哪儿下手！（就好比你突然被扔到一个陌生的森林里，迷茫得很！）好在有老师和同学们的帮助。

我们小组在一起讨论得那叫一个火热，“这根线该接到哪儿啊？”“这个参数怎么设置呀？”（你一言我一语的，别提多热闹了。

）
真正开始做实验了，才发现每一步都不简单。

一会儿这里出错，一会儿那里又不对，真是急死人了！（感觉就像在走迷宫，老是碰到死胡同。

）但咱们可没轻易放弃！遇到问题就解决问题呗，我们一点一点地调试，一遍一遍地尝试。

记得有一次，就差那么一点点，眼看着就要成功了，结果又出了岔子，哎哟，那心情，简直低落到谷底了！（就像努力爬上山顶，却又一下子滑了下来。

）但是大家都相互打气，“没关系，再来一次！”终于，功夫不负有心人，我们成功啦！那种喜悦，真的无法用言语来形容！（就好像在黑暗中突然看到了曙光！）
通过这个实验，我深刻地明白了什么叫团队合作，每个人都不可或缺，大家一起努力，才能攻克难关。

（这就好比一艘船，只有大家齐心协力划桨，才能在大海中顺利前行！）而且做事情真的要有耐心，不能着急，一步一个脚印地走。

我觉得生成树协议实验真的让我收获满满，不仅学到了知识和技能，更重要的是体会到了和大家一起奋斗的快乐！这就是我的生成树协议实验总结，你们觉得怎么样呢？。

最小生成树协议甲方（网络服务提供方）：名称：_____________地址：_____________法定代表人：_____________联系电话：_____________乙方（用户方）：名称：_____________地址：_____________法定代表人：_____________联系电话：_____________鉴于甲乙双方就最小生成树（MST）网络服务达成一致，经协商一致，订立本协议：一、服务内容1. 服务名称：最小生成树网络服务2. 服务范围：提供高效、稳定的网络连接3. 服务期限：_____________年_____________月_____________日至_____________年_____________月_____________日二、服务费用1. 服务费用：人民币_____________元/月2. 支付方式：银行转账现金3. 支付时间：每月_____________日前支付当月费用三、甲方责任1. 提供稳定可靠的最小生成树网络服务2. 定期维护和优化网络3. 确保网络连接的高效性和稳定性4. 及时处理乙方的咨询和投诉四、乙方责任1. 按时支付服务费用2. 配合甲方进行网络配置和优化3. 保持网络设备的正常运行4. 及时反馈网络故障和异常情况五、服务质量1. 甲方确保网络连接的高效性和稳定性2. 甲方定期进行网络性能测试六、数据管理1. 甲方负责管理和保护网络数据2. 乙方有权查询自己的网络使用情况3. 甲方保证数据的安全和隐私七、违约责任1. 甲方未按约定提供服务，需支付违约金2. 乙方未按时支付费用，需支付违约金3. 违约金为未支付金额的10%八、合同解除1. 双方协商一致可解除合同2. 任意一方严重违约，另一方有权解除合同九、争议解决协商不成，提交甲方所在地人民法院诉讼解决十、其他1. 本协议一式两份，甲乙双方各执一份2. 未尽事宜，按国家相关法律法规执行甲方签字/盖章：_________ 日期：______乙方签字/盖章：_________ 日期：______注：本协议仅为示例，具体条款依据实际情况调整。

⽣成树协议STP⽣成树协议STP1.1 STP介绍局域⽹中的物理环路通常有两种产⽣原因。

⼀种是基于可靠性的考虑，为交换机直接提供冗余连接；另⼀种是由于错误的⽹络设置导致环路的产⽣。

如果不对⽹络拓扑加以管理，以上两种情况均会导致严重的后果，如⼴播风暴和MAC地址学习错误等。

局域⽹中存在物理环路，说明环内的每⼀台设备和另⼀台设备之间⾄少存在两条路径，但是设备不能随意选择阻塞某条路径，这样可能会造成⽹络中断。

⽤户可以通过在设备间遵循⼀些准则或协议，来明确由哪台设备阻塞链路，阻塞哪些链路，从⽽达到消除环路的⽬的。

STP（Spanning Tree Protocol，⽣成树协议）就是这些协议中的⼀种。

S TP在IEEE制定的802.1D标准中定义，⽤于在局域⽹中消除数据链路层环路。

STP可以通过计算动态地阻断冗余链路，⽽当活动链路发⽣故障时，STP⼜可以激活冗余链路，恢复⽹络的连通，避免⽹络中断。

STP消除链路层环路的基本思想是：将⽹络拓扑修剪为树形拓扑，⽽树形拓扑是不存在环路的。

运⾏STP的设备之间会交互⼀些信息，然后通过计算实现拓扑的收敛，具体内容如下：（1）运⾏STP的设备依据⼀定的准则选举⼀个树根节点作为⽹络中的根桥，其他节点为⾮树根节点。

（2）每⼀个⾮树根节点，会选择最优的路径和根桥相连，⾮树根节点上位于最优路径的端⼝。

为该节点的根端⼝。

（3）如果⽹络中存在冗余链路，则阻塞冗余链路。

每⼀个⾮树根节点都进⾏同样的计算，最终⽹络中任何两台设备之间都只有⼀条路径可达，从⽽形成⼀颗⽆环的树。

当拓扑发⽣变化时，节点重新进⾏计算，收敛为新的树形拓扑。

1.2 STP基本概念1.2.1 桥和端⼝的⾓⾊如图1-1所⽰，STP中有两种特殊的⽹桥：根桥（Root Bridge）和指定桥（Designate Bridge）。

根桥是整个⽣成树的根节点，由所有⽹桥中优先级最⾼的桥担任。

指定桥是负责⼀个Physical Segment（物理段）上数据转发任务的桥，由这个Physical Segment上优先级最⾼的桥担任。

生成树协议的概念生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）是一种用于在计算机网络中实现环路消除和冗余路径删除的协议。

生成树协议在局域网中起到了非常重要的作用，有效地提高了网络的稳定性和可靠性。

本文将详细介绍生成树协议的概念、原理和工作过程，并探讨其在网络中的应用。

生成树协议的概念：生成树协议是一种通过选择网络中的某些连线来构建一棵树状的拓扑结构，以消除环路并实现冗余路径删除的协议。

在局域网中，如果多个交换机之间存在重复的链路，数据包可能会在链路之间循环传播，导致网络拥塞和数据丢失。

生成树协议通过选择一条主链路以及一系列备份链路，来确保数据包的顺利传输和网络的稳定性。

生成树协议的原理：生成树协议的原理基于图论中的最小生成树算法。

在一个局域网中，多个交换机之间会形成一个图的结构，其中每个交换机对应一个节点，链路对应边。

生成树协议通过计算网络拓扑的最小生成树，确定一条主链路和一系列备份链路，使得网络中的所有节点都能够通过主链路直接或间接地与根节点相连，同时保证没有环路的存在。

生成树协议的工作过程：生成树协议的工作过程可以分为以下几个步骤：1. Bridge ID的选择：在生成树协议中，每个交换机都会有一个唯一的标识符，称为Bridge ID。

根据Bridge ID的大小决定交换机的地位，具有更小Bridge ID 的交换机会成为根交换机。

初始情况下，所有交换机都以自身为根交换机。

2. Root Bridge的选举：交换机通过比较Bridge ID的大小来选举Root Bridge，即全网中拥有最小Bridge ID的交换机。

选举的结果会广播到网络中的所有交换机，使得每个交换机都知道Root Bridge的位置。

3. 生成树的构建：所有非根交换机根据接收到的信息计算到达Root Bridge的最短路径。

生成树协议使用最小帕斯卡尔树算法（Shortest Path Bridging Tree Algorithm, SPBTA）来计算最短路径，并将非根交换机的端口按照最短路径连接到Root Bridge。