STP协议详解_STP

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全家桶1年46，售后保障稳定

1、生成树技术背景

STP协议详解_STP

交换机单线路上联，存在单点故障，上行线路及设备都不具备冗余性，一旦链路或上行设备发生故障，业务将会中断。为了使得网络更加健壮、更具有冗余性，将拓扑修改为如下图所示。接入层交换机采用双链路上联到两台汇聚设备，构成一个物理链路冗余的二层环境，解决了单链路及单设备故障问题。

但是这样也带来了一个大问题，就是二层物理环境存在环路。

二层环路的危害是严重的，有可能会导致广播风暴、多帧复制、MAC地址漂移等等多种问题。即使不是人为搭建冗余的物理环境而导致的环路，网络也有可能因为种种原因出现二层环路引发的故障，那么有没有什么办法解决环路的问题呢？生成树（Spanning-tree）协议就是用于解决这个问题的。

2、环路带来的问题 – 广播风暴

•网络中如若存在二层环路，一旦出现广播数据帧，这些数据帧帧将被交换机不断进行泛洪，从而在网络中造成广播风暴。

•广播风暴对网络的危害是非常大的，将严重消耗设备资源及网络带宽，最终导致网络瘫痪，是需要格外注意的问题。

1.PC发送数据帧给Server；

2.SW3的MAC地址表中没有匹配目的MAC的表项，于是将数据帧进行泛洪；

3.SW1及SW2都会收到这个数据帧并学习源MAC，同时将数据帧进一步泛洪；SW1及SW2又从自己另一个接口收到这个数据帧，于是MAC表又一次发生改变，如此往复。

3、Spanning-tree的基本概念

•通过在交换网络中部署生成树（Spanning-tree）技术，能够防止网络中出现二层环路。STP运行后，如果网络中存在环路，那么STP通过阻塞（Block）特定的接口从而打破环路，并且在网络出现拓扑变更时及时收敛，以保证网络的冗余性。

4、Spanning-tree的基本概念（当网络出现故障）

当拓扑发生变更的时候，生成树协议能够探测到这些变化，并且及时自动的调整接口状态，从而适应网络拓扑的变化，实现链路冗余。

5、生成树协议

5.1 stp选举规则

1.每个交换网络选举一个根桥（Root Bridge）；

2.每个非根桥上选举一个根端口（Root Port）；

3.每个段选举一个指定端口（Designated Port）；

4.阻塞非指定端口（NonDesignated Port）。

5.2 BPDU报文

•STP的正常工作依赖于BPDU报文的泛洪（Bridge Protocol Data Unit，网桥协议数据单元）。

STP需要网络设备相互交换消息来检测桥接环路，该消息称为网桥协议数据单元BPDU。STP之所以能够良好的工作并构建一个无环的网络，是依赖于BPDU报文的泛洪，并根据报文中相关字段计算的结果。要理解STP的工作过程，非常重要的一点是要理解BPDU中各字段的含义，因为这些都是STP赖以工作的根本。