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通信工程师培训交换技术STP/RSTP/MSTP协议

交换技术与网络管控责任编辑：joke13 2013-09-10

摘要：通信工程师培训交换技术STP/RSTP/MSTP协议：生成树算法的基本思想是：在网桥之间传递特殊的消息，使之能够据此来计算生成树。这种特殊的消息称为“配置消息（Configuration BPDU）”或者“配置BPDU”。

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5.2.1 STP/RSTP/MSTP协议
生成树协议主要是为了解决以下几个问题：
消除桥接网络中可能存在的路径回环；
对当前活动路径产生阻塞、断链等问题时提供冗余备份路径
生成树算法的基本思想是：在网桥之间传递特殊的消息，使之能够据此来计算生成树。这种特殊的消息称为“配置消息（Configuration BPDU）”或者“配置BPDU”。通过BPDU信息的传送，首先在网络中选出根交换机（也称根桥），然后计算各路径的优劣，打开（处于forwaring状态）或者阻塞（discarding状态）相应的链路。
STP是一种二层管理协议，它通过有选择地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路备份的功能。STP掌管着端口的转发大权--“小树枝抖一抖，上层协议就得另谋生路”。
如下图，BPDU在各交换机之间传播。根据计算结果，交换机A被选为网络的根桥，交换机B和C之间、交换机B和D之间的链路被阻塞。最终，网络形成了以交换机A为根的一棵拓扑树，没有环路。假设交换机A和C之间链路断开，则原来处于阻塞状态B和C之间链路将变成forwarding，使的交换机C可以通过B到达根桥。

STP阻塞网络环路

STP：IEEE Std 802.1D-1998定义，不能快速迁移。即使是在点对点链路或边缘端口，也必须等待2倍的forward delay的时间延迟，网络才能收敛。
RSTP：IEEE Std 802.1w定义，在STP基础上做了三点改进，使收敛速度更快：1）引入了Alternate端口和backup端口角色；2）引入点对点链路概念；3）引入了边缘端口概念。RSTP可以快速收敛，却存在以下缺陷：局域网内所有网桥共享一棵生成树，不能按vlan阻塞冗余链路。
MSTP：IEEE Std 802.1s定义，一种新型多实例化生成树协议。其精妙之处在于它把支持MSTP的交换机和不支持MSTP的交换机划分为不同的区域，分别成为MST域和SST域。在MST域内部运行多实例的生成树，在MST域的边缘运行RSTP兼容的内部生成树。MSTP具有VLAN认知能力，可以实现负载均衡，可以实现类似于RSTP的端口快速切换，可以捆绑多个VLAN到一个实例中以降低资源利用率。MSTP可以很好的向下兼容STP/RSTP协议。它允许不同VLAN的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。
如下图，A是VLAN2的根桥，B是VLAN3的根桥。因此，B和C之间VLAN2 Access链路、A和D之间VLAN3 Access链路被阻塞掉。