STP的工作原理和配置（学习笔记）

Posted 2022-02-26 人间忽晚，山河以秋

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STP的工作原理和配置（学习笔记）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

生成树协议（Spanning Tree Protocol ,STP）能够有效解决冗余链路带来的环路问题，大大提高了网络的健壮性、稳定性、可靠性和容错性。

一、STP树的生成过程

1、选举根桥，作为整个网络的根

什么是根桥？
根桥是STP的根节点。要生成一棵STP树，首先要确定出一个根桥。根桥是整个交换网络的逻辑中心，但不一定是物理中心。当网络的拓扑发生变化时，根桥也可能会发生变化。
了解BPDU
运行STP的交换机（简称STP交换机）会相互交换STP协议帧，这些协议帧的荷载数据被称为网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit,BPDU）。BPDU中包含了与STP相关的所有信息，如BID。
交换机间选举根桥的主要步骤
（1）STP交换机初始启动之后，会认为自己是根桥，并在发送给其他交换机的BPDU中宣告自己是根桥。
（2）当交换机从网络中收到其他设备发送过来的BPDU的时候，会比较BPDU中的根桥BID和自己BID，较小的BID将作为根桥BID。
（3）交换机间不断地交互BPDU，并对BID进行比较，直至最终选举出一台BID最小的交换机作为根桥。

2、确定根端口，确定非根桥与根桥连接的最优端口。

什么是根端口？
根桥确定后，其他没有成为根桥的交换机都被称为非根桥。在从非根桥到根桥之间通信的多个端口中工作路径最优且唯一的端口为根端口。（一个非根桥设备上最多只能有一个根端口）
根端口的确定过程
（1）比较根路径开销（Root Path Cost,RPC），路径开销较小的为根端口。
（2）比较上行设备的BID，BID较小的端口为根端口。
（3）比较发送方端口ID，端口ID较小的为根端口。

3、确定指定端口，确定每条链路与根桥连接的最优端口。

什么是指定端口？
当一个网段有两条及两条以上的路径通往根桥时，每个网段都必须确定一个端口为指定端口（每个网段中唯一）。
确定指定端口
指定端口也是通过比较RPC来确定的，RPC较小的端口将成为指定端口。如果RPC相同，则需要比较BID、PID等。

4、阻塞备用端口（Alternate Port , AP），形成一个无环网络。
　　在确定了根端口和指定端口之后，交换机上所有剩余交换机互连的端口都被称为备用端口。STP树会对备用端口进行逻辑阻塞。
　　逻辑阻塞是指这些备用端口不能转发用户数据帧（由终端计算机产生并发送的帧），但可以接收并处理STP帧。
　　根端口和指定端口既可以发送和接收STP帧，又可以转发用户数据帧。