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的工作原理

STP的工作原理。

STP（Spanning Tree Protocol）是一种网络协议，用于在局域网中防止数据包在网络中无限循环，保证网络中的通信正常进行。STP的工作原理主要涉及到网络拓扑结构、端口状态和数据包传输过程等方面。

首先，STP通过对网络中的拓扑结构进行分析，确定网络中的根桥和生成树，从而避免网络中出现环路。在局域网中，可能存在多个交换机连接在一起，形成复杂的拓扑结构，如果不进行合理的管理，数据包可能会在网络中不断传输，导致网络拥堵甚至崩溃。STP会通过选举机制确定网络中的根桥，然后根据生成树算法计算出最佳的数据传输路径，从而避免数据包在网络中形成环路。

其次，STP会监视网络中各个端口的状态，根据端口状态进行相应的调整。当网络中的拓扑结构发生变化时，比如某个交换机失效或者新的交换机加入网络，STP会及时检测到这些变化，并重新计算生成树，以确保网络中的数据传输正常进行。STP会通过端口状态的改变，及时更新网络中的拓扑信息，从而保证网络中的数据传输路径是最优的。

最后，STP通过控制数据包的传输过程，避免数据包在网络中形成环路。当数据包在网络中传输时，STP会根据生成树确定最佳的传输路径，从而避免数据包在网络中重复传输，保证数据包能够按照最佳路径到达目的地。通过控制数据包的传输过程，STP有效地避免了网络中出现环路，保证了网络中的数据传输正常进行。

综上所述，STP的工作原理主要涉及到网络拓扑结构的分析、端口状态的监视和数据包传输过程的控制。通过对网络中的拓扑结构进行分析，STP能够避免网络中出现环路；通过监视端口状态，STP能够及时调整网络中的拓扑信息；通过控制数据包的传输过程，STP能够保证网络中的数据传输正常进行。这些工作原理使得STP成为一种有效的网络协议，保证了局域网中的通信正常进行。

STP (Spanning Tree Protocol)

2012年6月1日星期五

Walk on the fire 总结

定义：

STP 是二层链路管理协议，为了提供链路冗余，以及防止网络环路，在两个站点之间只

有一条活动的链路存在，一旦存在多条有可能引起网络的环路，站点可能会接受到很多复制

的信息。Switch 可能从二层以太口学习到多个相同的MAC addresses ，从而使网络不稳

定。STP 对于二层来说是透明的。

STP 运用Spannting tree algorithm 选择出一个直连网络冗余的无环的Root switch ，

通过指定每个端口的角色来完成。

以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使

用冗余链路会在交换网络上产生环路，并导致广播风暴以及MAC 地址表不稳定等故障

现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提

出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）。

STP ： IEEE802.1D 1998

RSTP： IEEE802.1W 2001

MSTP ：IEEE802.1S 2002 Spannting Tree Protocol Mechanisms

Stp存在的背景

以上拓扑存在很严重的问题：

1. 广播风暴导致网络不可用。

假如switch A 和 switch B 并没有启动STP 功能，当一切是Default 情况下，

通过switch原理不难看出，当Host A 访问 Host B A 先发送的ARP request ，

此报文为广播报文，这时Switch A 、B 都会收到双方转发的广播包，反复如此，

最终导致整个网络资源的耗尽。

2. MAC 地址的重复

通过Switch 原理，这点不难理解。

STP 基本思想

STP 是数据链路层协议，switch 之间 通过交互BPDU （Bridge protocol Data Unit），

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/RSTP

1. 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IEEE 802.1d标准的生成树协议STP及IEEE 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