快速生成樹協(xié)議

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1、生成樹協(xié)議一、STP(Spanning?TreeProtocol)FO/23FO/24FO/23FO/24y1ynzi^i在上圖所示的網(wǎng)絡(luò)壞境中，當(dāng)交換機之間連有多條鏈路時，將存在一定的問題，如SW1的MAC地址表屮會顯示接口F0/1與主機A相對應(yīng)，而當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)往SW2后，SW2的MAC地址表則記錄接口F0Q3與主機A相對應(yīng)，當(dāng)SW2再次將流量從接口F0/24發(fā)回SW1時，SW1的MAC地址表又會記錄接口F0/24與主機A相對應(yīng)。因此可以看出，當(dāng)交換機之間存在多條活動鏈路時，交換機將從不正常的接口上學(xué)習(xí)到MAC地址，導(dǎo)致MAC地址表的不正確與不穩(wěn)定，并且還會導(dǎo)致重復(fù)的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳遞,引起廣

2、播風(fēng)暴，使網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。為了防止交換機Z間由于多條活動鏈路而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障，必須將多余的鏈路置于非活動狀態(tài)，即不轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)包，而只留下單條鏈路作為網(wǎng)絡(luò)通信，當(dāng)唯-的活動鏈路不能工作吋，再啟用非活動鏈路，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的冗余性。要實現(xiàn)此功能，需要依靠生成樹協(xié)議(STP)來完成，STP將交換網(wǎng)絡(luò)中任何兩個點之間的多余鏈路置于Blocking(關(guān)閉)狀態(tài)，而只留一條活動鏈路，當(dāng)使用屮的活動鏈路失效時，立即啟用被Block的鏈路，以此來提供網(wǎng)絡(luò)的冗余效果。STP并非思科私有協(xié)議，STP為IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并且有多個協(xié)議版本，版本與協(xié)議號的對應(yīng)關(guān)系如下：CommonSpanningTree(CST)=I

3、EEE802.IDRapidSpanningTreeProtocol(RSTP)=IEEE802.lwPer-VLANSpanning-Treeplus(PVST+)=Per-VLANEEE802.IDRapidPVST+=Per-VLANIEEE802.lwMultipleSpanningTreeProtocol(MSTP)=IEEE802.1s下面來詳細(xì)介紹STP協(xié)議:在如上所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境屮，不難看出，當(dāng)所有主機都使用單條鏈路與一臺核心相連時,只要不再增加其它額外設(shè)備與鏈路，就不可能存在環(huán)路。交換機就當(dāng)相于Hub—樣連接了多臺主機，而這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，被稱為hub-spoke網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只要

4、主機與Hub是連通的，那么就表示主機之間是連通的?；诖嗽?，STP借助了hub-spoke網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無環(huán)的網(wǎng)絡(luò)思想,將一個擁有多臺交換機通過多條鏈路相連的網(wǎng)絡(luò)，通過Block掉任意兩點之間多余的鏈路而只留下單條鏈路，最終修整出一個hub-spoke的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，創(chuàng)造一個無環(huán)的交換網(wǎng)絡(luò)。在上圖的交換網(wǎng)絡(luò)中，由于存在多臺交換機，并且交換機之間有多條兀余鏈路，因此,只要在網(wǎng)絡(luò)中找一臺交換機充當(dāng)核心，也就是相當(dāng)于hub-spoke網(wǎng)絡(luò)中的Hub,而其它交換機則留出一條活動鏈路到核心交換機即可，其它鏈路全部被block,當(dāng)留出的活動鏈路失效之后，再啟用block鏈路作為備份。上圖中SW1被選作交換網(wǎng)絡(luò)中

5、的核心，而其它交換機則只留一條活動鏈路到核心交換機，只要其它交換機與核心交換機是通的，就證明交換機之間一定是通的。圖中紅色的連路表示被留出的普通交換機到核心交換機的活動鏈路，藍(lán)色鏈路表示被block掉的鏈路，只耍紅色鏈路是通的，就表示整個網(wǎng)絡(luò)都是通的，當(dāng)某條紅色鏈路斷掉以后，只要啟用相應(yīng)的藍(lán)色鏈路代替即可，也就實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的冗余功能。通過上述的解釋，STP要構(gòu)建出無環(huán)的交換網(wǎng)絡(luò)，就必須在網(wǎng)絡(luò)中選出一臺交換機做為核心交換機，STP稱其為Root,也就是根，功能相當(dāng)于hub-spoke網(wǎng)絡(luò)中的Hub。其它不是Root的交換機則需要留岀一條活動鏈路去往根交換機，因為只要普通交換機到根是通的，到其它交

6、換機也就是通的。需要說明的是，只有在一個三層網(wǎng)絡(luò)屮，廣播能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，才需要進(jìn)行相同的STP計算與選舉，也就是一個廣播域內(nèi)獨立選舉STP：上圖中，因為網(wǎng)絡(luò)被路由器分割成兩個廣播域，所以在兩個網(wǎng)段中，需要進(jìn)行獨立的STP計算與選舉。STP在計算與選舉時，只會留下唯一一條活動鏈路，將其它所有多余鏈路全部block,所以STP要確定兩點Z間是否存在多條鏈路，因為只有兩點Z間有多條鏈路時，才有鏈路需要被blocko要確認(rèn)兩點之間網(wǎng)絡(luò)是否通暢，只要發(fā)送數(shù)據(jù)作個測試即可得到答案，而要確認(rèn)兩點之問是否有多條鏈路，方法還是發(fā)送數(shù)據(jù)作個測試就能得到答案。當(dāng)然，要測試兩點之間是否有多條鏈路，需要發(fā)送特殊的數(shù)

7、據(jù)來做測試，比如給數(shù)據(jù)包都做上相同的標(biāo)記，然后發(fā)出去，如果交換機同時從多個接口收到相同標(biāo)記的數(shù)據(jù)包，很顯然，交換機與發(fā)送者之間就是存在多條鏈路的，因此需要靠STP計算來斷開多余鏈路。STP在發(fā)送數(shù)據(jù)包測試網(wǎng)絡(luò)是否有多條鏈路，是靠發(fā)送bridgeprotocoldataunits(BPDUs)來完成的，同臺交換機發(fā)出去的BPDU都被做上了相同的標(biāo)記，只要任何交換機從多個接口收到相同標(biāo)記的BPDU,就表示網(wǎng)絡(luò)中有