STP知识汇总分解.doc

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，系统采用依然是SDH MS-SPRING或SNCP，一般倒换时间在50ms以内。但测试时部分以太网业务的倒换时间为0或小于几个毫秒，原因是内部具有较大缓存。SDH保护倒换动作对MAC层是不可见的。这两个层次的保护可以协调工作，设置一定的“拖延时间”（hold-off），一般不会出现多次倒换问题。 　　3.VLAN对生成树的影响 　　1、网络容错能力不强; 　　2、报文在环路网络中容易增生和无限循环； 　　3、不利在VLAN中实现流量负载均衡 　　生成树协议运行生成树算法(STA).生成树算法很复杂，但是其过程可以归纳为以下3个步骤： 　　（1）选择根网桥 　　（2）选择根端口 （3）选择指定端口 2.3－STP生成树 单点失效（signle point of failure）及其解决方法： 当两个Segement之间只有一条物理连接时就有可能出现单点失效→ 单方面的故障导致全网Down；Segement的三种概念：在STP领域表示一段物理介质(网线/光纤)、在封装领域表示经过L4封装的数据、在路由领域表示被L3设备所分割的逻辑子网； 避免单点失效的方法→构建冗余网络。 冗余网络三大问题： 冗余网络的三大问题都由其核心问题也就是网络环路(打环)引起； 多帧复制（Multiple Frame Copies）→未知MAC地址的数据帧在交换机间不断的复制转发复制转发……直到找到该目标地址并成功构建MAC映射，而这时该目标已经收到了N个同样的数据帧了； MAC表地址跳动（MAC-Adress Instability）→因为几个接口都能够连接同一个PC因此MAC表中该设备的MAC值匹配的接口不断在几个接口间跳动； 广播风暴（Broadcast Storms）→广播会永无休止的发送下去占用越来越多的资源直到资源耗尽网络堵塞交换机Down机； 解决方法：STP。 生成树协议STP（Spaining Tree Protocol）： STP核心：Provides a loop-redundant network topology，by placing certain in the blocking state（在冗余网络中将特定的端口置于阻塞状态,来实现既没有环路,也可以冗余的网络）。 ,k STP的四大原则(越小越好)： lowest root BID ； lowest path cost to root bridge ； lowest sender BID ； lowest port ID 。 生成树协议STP(Spanning-Tree Protocol)的四大结论：