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网络101:了解生成树

通过ENP入门了解生成树协议(STP)的基本知识及其缺点和替代方法。

 By 查理·舒丁(Charlie Schluting)
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更新者 保罗·鲁本斯.

生成树协议(STP)是一种网络协议,可确保任何桥接以太网局域网的无环拓扑。

STP是由Sun Microsystems的杰出工程师Radia Perlman博士发明的。 Perlman博士设计了一种方法,通过该方法,网桥可以获得第2层路由乌托邦:冗余和无环操作。将生成树视为桥接器保留在内存中的树,以进行优化且具有容错能力的数据转发。

简而言之,生成树

  • STP提供了一种通过阻塞以太网网络中的链路来防止环路的方法。如果活动链接失败,可以将被阻止的链接投入使用。
  • 生成树中的根网桥是逻辑中心,可以看到网络上的所有流量。
  • 当网络更改但会导致临时网络中断时,将自动执行生成树重新计算。
  • 较新的协议(例如TRILL)可以防止环路,同时将可能被STP阻塞的链接保留在服务中。

用生成树消除循环

如果您的交换机以不带STP的环路连接,则每个交换机将无限复制所听到的第一个广播数据包,因为在第2层没有任何东西可以防止环路。

STP通过阻止一个或多个链接来防止环路。如果使用中的链接之一断开,则它将故障转移到先前被阻止的链接。生成树如何选择要使用的链接完全取决于它可以看到的拓扑。

生成树拓扑背后的想法是,网桥可以发现无环路的拓扑子集:这就是树。 STP还通过跨越整个LAN来确保有足够的连接性可以到达网络的每个部分。

STP配置

当网桥首次连接到网络或拓扑发生变化时,它们将执行生成树算法。

当网桥听到“配置消息”,即特殊类型的BPDU(网桥协议数据单元)时,它将开始其破坏性生成树算法。这始于选择一个“根桥”,所有数据都将流过该根桥。

提示:思科硬件通常将MAC地址最低的设备用作根桥。由于这是最旧的并且可能是最慢的设备,因此最好手动配置根网桥。

下一步是为每个网桥确定到根网桥的最短路径,以便它知道如何到达“中心”。每个LAN都会进行第二次选举,并选举指定的网桥或最接近根网桥的网桥。指定的网桥会将数据包从LAN转发到根网桥。

单个网桥的最后一步是选择一个根端口。这仅表示“用于向根网桥发送数据的端口”。

注意:除非端口配置为“忽略”,否则网桥上的每个端口,甚至连接到端点的端口都将参与生成树。

新连接的网桥将发送重新配置BPDU,其他连接的设备将遵从此要求。生成树计算发生时,所有流量都将停止30-50秒。

续第2页:快速STP,使用PVST解决VLAN挑战,以及STP的缺点和替代方法

本文的最新更新时间为2014年5月29日/本文最初发布于2007年8月14日
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