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。