STP[编辑]

简介

　　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。生成树协议适合所有厂商的网络设备，在配置上和体现功能强度上有所差别，但是在原理和应用效果是一致的。

技术原理

　　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。

　　Spanning Tree Protocol(STP)是一种二层链路协议，又称生成树协议，该协议在IEEE802.1D文档中定义。该协议的原理是按照树的结构来构造网络拓扑，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。该协议使用BPDU报文传递生成树信息。

　　Spanning Tree Protocol(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，并重新计算配置信息并转发，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。

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单点故障、网络回环，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。

VLAN对生成树的影响

　　L3，L4交换已经非常成熟。Internet中也越来越广泛地应用了交换技术，全交换网络已经非常普遍。在这些网络中，VLAN的使用是必不可少的。

　　VLAN是一个根据作用、计划组、应用等进行逻辑划分的交换式网络。与用户的物理位置没有关系。举个例子来说，几个终端可能被组成一个部分，可能包括工程师或财务人员。当终端的实际物理位置比较相近，可以组成一个局域网（LAN）。如果他们在不同的建筑物中，就可以通过VLAN将他们聚合在一起。同一个VLAN中的端口可以接受VLAN中的广播包。但别的VLAN中的端口却接受不到。

　　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

　　关于选择根网桥：选择根网桥的依据是网桥ID，网桥ID由网桥优先级和网桥MAC地址组成。网桥的默认优先级是32768.使用show mac-address-table时，显示在最前面的MAC地址就是计算时所使用的MAC地址。网桥ID值小的为根网桥，当优先级相同时，MAC地址小的为根网桥。

　　关于选择根端口：每个非根交换机选择一个根端口。选择顺序为：到根网桥最低的根路径成本→直连的(对端的)网桥ID最小→对端的端口ID最小。端口ID由端口优先级与端口编号组成。默认的端口优先级为128。

　　关于选择指定端口：每个网段上选择一个指定端口。选择顺序为：根路径成本较低→所在交换机的网桥ID值较小→本端口的ID值较小。另外，根网桥的接口皆为指定端口，因为根网桥上端口的根路径成本为0。

过程

　　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三个部分。

　　（1）选择根网桥

　　（2）选择根端口

　　（3）选择指定端口（也有书籍称为转发端口）

　　选择根网桥的依据是交换机的网桥优先级，网桥优先级是用来衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制数，取值范围是0～65535.默认值是32768，网桥ID=网桥优先级+网桥MAC地址组成的，共有8个字节。由于交换机的网桥优先级都是默认，所以在根网桥的选举中比较的一般是网卡MAC地址的大小，选取MAC地址小的为根网桥。

生成树协议的不足

　　1、拓扑收敛慢，当网络拓扑发生改变的时候，生成树协议需要50秒的时间才能完成拓扑收敛。

　　2、不能提供负载均衡的功能。当网络中出现环路的时候，生成树协议简单的将环路进行Block，这样改链路就不能进行数据包的转发，浪费网络资源。

网络营销词典内容均由网友提供，仅供参考。如发现词条内容有问题，请发邮件至info # wm23.com。