以太网交换机的生成树协议STP

概述

网络环路带来的问题

• 广播风暴
  广播帧在各个交换机之间反复转发，分别按顺时针和逆时针方向不停的同时兜圈。广播风暴会大量消耗网络资源，使得网络无法正常转发其他数据帧。
  
• 主机收到反复的广播帧，会大量消耗主机的资源。
• 交换机的帧交换表震荡：同一个MAC地址的记录在其他错误记录直接反复震荡。
  

1. H1发一个广播帧，交换机登记H1的mac地址和接口记录。
2. 交换机B把广播帧发个交换机A和C。
3. 交换机A登记广播地址H1的mac和接口记录，H1 -> 1，交换机A把广播帧转发给C，C登记记录，H1 -> 3。
4. C把广播帧发给B，B登记地址H1 -> 2，同时删除B中的H1->1。
5. 广播帧H1也可以通过B->C->A->B链路再次广播到B上，这是B登记变成H1->3，同时删除H1->2。
6. 因为是环路，广播帧在无休止的的循环广播。

STP(Spanning Tree Protocol）生成树协议

以太网生成树协议STP可以在增加冗余链路来提高网络可靠性的同时又避免网络环路带来的各种问题。

• 不论交换机之间采用怎样的物理连接，交换机都能够自动计算并构建一个逻辑上没有环路的网络，其逻辑拓扑结果必须是树形的（无逻辑环路）。最终生成的树形逻辑拓扑要确保连通整个网络。
  
  STP协议的本质就是把环形链路变成非环形的树形结构，如果因为物理故障导致之前的逻辑树无法连通整个网络，STP会根据物理链路重新生成可以的树形结构来贯通整个网络。