生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)是一组用于以太网网络中避免环路并确保网络拓扑稳定的协议。
它的标准是IEEE 802.1D
其中最常见的生成树协议是STP(IEEE 802.1D标准定义的协议),但还有其他一些变种和改进版本的生成树协议,包括以下几种:
- STP:这是生成树协议的最早版本,它通过选举一个根桥和确定每个网络段的根桥端口来确保网络中没有环路。STP存在一些问题,包括较慢的收敛时间,因此后来的协议版本进行了改进。
- RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol):RSTP是STP的改进版本,它通过加速收敛时间来提高性能。RSTP引入了一些改进,如端口状态变迁、提前终止以及更快的BPDU传输,以减少网络恢复时间。
- MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol): IEEE 802.1s , MSTP是STP的扩展,它允许网络管理员定义多个生成树实例,每个实例对应于一个VLAN。这使得不同的VLAN可以使用不同的生成树,从而更好地满足各种网络需求。
- PVST+(Per-VLAN Spanning Tree Plus):PVST+是思科公司开发的生成树协议的变种,它通过在每个VLAN上运行独立的STP实例来提供对每个VLAN的更精细控制。这可以在多VLAN环境中更好地优化生成树拓扑。
- RPVST+(Rapid PVST+):RPVST+是思科公司的改进版本,它结合了RSTP的快速收敛特性和PVST+的多VLAN支持。
协议 | IEEE标准 | 年份 |
---|---|---|
STP | IEEE 802.1D | |
RSTP | IEEE 802.1w | 2001 |
MSTP | IEEE 802.1s |
- 解决二层交换机的环路问题
- 解决广播风暴
- 解决MAC地址表震荡
- 优先级 默认为32768, 是4096的倍数
- BPDU 网桥协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit)
STP (Spanning Tree Protocol)协议用来发现和消除网络中的环路。运行该协议的设备通过相互之间发送BPDU报文;
在STP中,每一台交换机都有一个唯一的标识符,这个标识符就是桥ID,
桥ID长度为8个字节,由两部分组成:
- 2个字节的桥优先级
- 6个字节的桥MAC地址
在交换网络中选举根桥,通过依次比较该报文中包含的各自的优先级、MAC 地址信息,来确定根桥,优先级值越小,优先级越高,MAC地址亦然,
交换机默认的优先级值为32768。
由于STP拓扑收敛速度慢,IEEE在2001年发布了802.1w标准定义了RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)。
RSTP在STP基础上进行了改进,实现了网络拓扑快速收敛 。
但他们均是通过阻塞某个端口来实现环路消除的,存在浪费带宽的缺点,
MSTP在STP和RSTP的基础上进行了改进,既可以快速收敛,又提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN 数据的负载均衡。