生成树协议的基本原理

生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。如图3-16所示，在这样的网络中采用了冗余配置，但是形成了一种环路，环路容易引起MAC地址表的不稳定，并且形成广播风暴。

STP中定义了根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路径开销（Path Cost）等概念，目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的，同时实现链路备份和路径最优化。用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA（Spanning Tree Algorithm）。

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图3-16 网络冗余配置环路

要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交流，这些信息交流单元就称为配置消息BPDU（Bridge Protocol DataUnit）。STPBPDU是一种二层报文，目的MAC是多播地址01-80-C2-00-00-00，所有支持STP的网桥都会接收并处理收到的BPDU报文。该报文的数据区里携带了用于生成树计算的所有有用信息。