生成树

生成树(STP)的作用:在实际的网络环境中，物理环路可以提高网络的可靠性，当一条物理线路断掉的时候，另外一条线路仍然可以传输数据。但是，在交换的网络中，当交换机接收到一个目的地址未知的数据帧时，交换机会将这个数据帧广播出去，这样，在存在物理环路的交换网络中，就会产生双向的广播环，甚至产生广播风暴，导致交换机资源耗尽而宕机。这样就产生了一个矛盾，需要物理环路来提高网络的可靠性，而环路又有可能产生广播风暴，怎样才能两全其美呢？ STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议），就是用来解决这个矛盾的。STP协议在逻辑上断开网络的环路，防止广播风暴产生，而一旦正在使用的线路出现故障，被逻辑上断开的线路又会恢复畅通，继续传输数据。

生成树的工作原理：生成树协议的国际标准是IEEE802.1d。运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔 （默认2秒）内通过网桥协议数据单元（BPDU）的组播帧与其他交换机交换配置信息 ，其工作的过程如下：

· 通过比较网桥优先级选取根网桥（给定广播域内只有一个根网桥）。

· 其余的非根网桥只有一个通向根交换机的端口称为根端口。

· 每个网段只有一个转发端口。

· 根交换机所有的连接端口均为转发端口。

注意：生成树协议在交换机上一般是默认开启的，不经人工干预即可正常工作。但这种自动生成的方案可能导致数据传输的路径并非最优化。因此，可以通过人工设 置网桥优先级的方法影响生成树的生成结果。

生成树的状态：运行生成树协议的交换机上的端口，总是处于下面四个状态中的一个。在正常操作 期间，端口处于转发或阻塞状态。当设备识别网络拓扑结构变化时，交换机自动进 行状态转换，在这期间端口暂时处于监听和学习状态。

◆禁用：由网络管理员或者网络故障原因导致系统的端口处于Disabled状态。这个状态是比较特殊的状态，它并不是端口正常的STP状态的一部分.

◆阻塞：所有端口以阻塞状态启动以防止回路。由生成树确定哪个端口转换到转发状态，处于阻塞状态的端口不转发数据但可接受BPDU。 耗时20s.

◆监听：不转发，检测BPDU，（临时状态）。 耗时15s.

◆学习：不转发，学习MAC地址表（临时状态）。 耗时15s.

◆转发：端口能转送和接受数据。