生成树协议stp

生成树协议应用的原因是从逻辑上阻塞交换机在物理上形成的环路。大家都知道交换机工作在二层，也就是数据链路层，根据mac地址识别主机，对三层网络无法识别，因此交换机不能隔离广播。但是在日常的工作中，为了达到数据链路的可靠性，通常都会冗余备份链路，也即是物理环路。为了避免广播风暴的产生，同时又能提高链路的可靠性，就需要在现有的环路上使用生成树协议。而生成树协议的本质就是生成树算法，只要学会了生成树算法，就学完了生成树协议。

大家都知道交换机实质上就是多端口的网桥，由于网桥是通过软件来隔离冲突域，因此在转发时会有瓶颈出现。而交换机是通过硬件来隔离冲突域，背板带宽大，通过一定的算法来转发数据，所以性能远远大于网桥，从而到最后完全取代网桥。还有就是随着交换机的发展，到最后直接收购网桥，由于对网桥使用的习惯，好多知识点还是按着网桥来定义的。生成树协议的三个步骤是：1，根网桥的选定；2，根端口的选定；3，指定端口的选定.其中根网桥指的就是根交换机的意思。

根网桥的选定实际上是最低网桥ID(BID Bridge ID)

-每个网络只能有一个根桥，根桥具有最低的桥ID，根桥上的所有端口都是指定端口，网桥ID组成：

所有交换机出厂的优先级缺省值都是32768，所有交换机出厂都只有全球唯一的一个Mac地址，根据交换机的优先级和Mac地址确定根网桥，第一步到此已经完成。

从图可见，交换机A为根桥，B、C交换机为非根桥

接下来说第二步，根端口的选定。

根端口实际上就是非根桥与根桥进行数据交换的端口，存在与非根桥上。根端口的选定由三点确定：1，首先是根路径成本最低（cost值）；2，直连网桥的网桥ID最小（BID）；3，直连网桥的端口ID最小(端口ID)

根路径成本cost是根据单链路宽带大小来确定的，我们一般规定1g带宽根路径成本为4,100M根路径成本为19,10M根路径成本为100，根路径成本是所有链路路径成本的总和。

如上图，交换机B的2端口为根端口，交换机C的2端口也为根端口

如上图所示，交换机A为根桥，其余交换机为非根桥，根据根路径成本大小，可知B交换机和C交换机的3端口为根端口。D交换机的根路径成本相同，则比较直连网桥的BID，优先级相同，则Mac地址小的交换机连接的端口为根端口，由此可知D交换机的3端口为根端口。

如上图所示，交换机A为根网桥，交换机B为非根桥，交换机B的根路径成本相同，直连网桥的桥ID也相同，这时需要比较直连网桥的端口ID，端口ID较小的为根端口，由图可知交换机B的2端口为根端口。

上面已经确定了根网桥，根端口，接下来最后一步，找出指定端口。

在每个网段上都有一个指定端口，根端口和指定端口一般处于forwarding状态，非指定端口一般是blocked状态。

指定端口的选择分为4种情况：1，根桥上的端口全是指定端口；2，非根桥上的指定端口又分为3种情况，一，根路径成本最小；二，端口所在的网桥的ID值较小；三，直连网桥的端口ID值较小

由图可知，A交换机的端口2、3为指定端口，B交换机的3端口为指定端口，C交换机的3端口既不是指定端口也不是根端口，故堵塞。其中B交换机的指定端口的确定是先比较根路径成本，因为根路径成本相同，故比较端口所在网桥的ID值，因为B交换机的3端口的所在的桥ID较小，故B交换机3端口为指定端口。