stp如何提供无环网络

1、STP的工作过程　　2.1 桥协议数据单元（BPDU）　　STP采用的协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），BPDU中包含了各种信息来完成STP的计算。　　BPDU报文分为两类：　　配置BPDU（Configuration BPDU）：用来进行生成树计算和维护生成树的拓扑结构的报文。　　TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）：当生成树拓扑结构发生改变时，用来通知网络上相关设备拓扑改变的报文。

2、BPDU报文包含以下几个重要的信息：　　根桥ID（RootID）：由根桥的优先级和MAC地址组成。通过比较根桥ID，来确定谁是最终唯一的根桥。　　根路径开销（RootPathCost）：到根桥的最小路径。根桥本身的路径开销为0；其余的非根桥的最小路径开销为到达根桥的最短路径上所有路径的开销之和。　　指定桥ID（DesignatedBridgeID）：生成或转发BPDU的桥ID，有桥优先级和桥MAC地址组成。　　指定端口（DesignatedPortID）：发送BPDU的端口ID，有端口优先级和端口索引号组成。

3、STP根桥的选举　　网络中每台设备都有自己的桥ID，桥ID由桥优先级和桥MAC地址两部分组成。因为桥MAc地址在网络中是唯一的，所以能够保证桥ID在网络中也是唯一的。在进行桥ID比较时，先比较优先级，优先级值小者优先；在优光级相等的情况下，再用MAC地址来进行比较，MAC地址小者优先。　　网络初始化时，网络中所有的STP设备都认为自己是“根桥”。设备间通过交换配置BPDU而比较桥ID，网络中桥ID最小的设备被选为根桥。根桥则会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU。其他设备对该配置BFDU进行转发，从而保证了拓扑的稳定。

4、STP端口角色的确定　　STP的作用是通过阻断冗余链路使一个有回路的桥接网络修剪成一个无回路的树型拓街楔咦楱扑结构。将已通过将环路上的某此端日置为阻塞状态，不允许数据帧通过而做到这一点。下面是确定哪此端口是阻塞状态的过。　　（1）根桥上的所有端口为指定端口。　　（2）为每个非根桥选择根路径开销最小的那个端口作为根端口，该端口到根桥的路径是此网桥到根桥的最佳路径。　　（3）为每个物理段选出根路径开片销最小的那个网桥作为指定桥，该指定桥到该物理段的端口作为指定端口，负责所在物理段上的数据转发。　　（4）既不是指定端口也不是根端口，则置于阻塞状态，不转发普通以太网数据帧。　　2.4 STP根路径开销　　根路径开销是生成树协议中用来判定到达根桥的距离的参数。STP在进行根路径开销计算时，是将所接收BPDU中的根路径开销值加上自己接收端口的链路开销值。对根桥来说，其根路径开销为0；对非根桥来说，根路径开销为到达根桥的最短路径上所有路径开销的和。　　2.5 STP桥ID的作用　　当一个非根桥上有多个端口经过不同的上游桥到达根桥。且这些路径的根路径开销相同时，STP协议会比较各端口的上游指定桥ID，所连接到上游指定桥ID最小的端口被选举为根端口。当一个物理段有多个网桥到根桥的路径开销相同.进行指定桥选举时，也比较这此网桥的桥ID。桥ID最小的桥被选举为指定桥，指定桥上的端口为指定端口。因为桥ID是唯一的，所以通过比较桥ID可以对经过多个桥到达根桥的路径好坏进行最终判定。　　2.6 STP端口ID的作用　　在根路径开销和上游指定桥ID都相同的情况下，生成树协议根据端口ID来决定端口角色。如果非根桥上多个端口经过相同的上游桥到达根，且根路径开销相同，则协议会比较端口所连上游桥的端口ID，所连接到上游指定端口ID最小的端口被选举为根端口。端口ID由端口索引号和端口优先级两部分组成。在进行比较时，先比较端口优先级，优先级小的端口优先；在优先级相同时，再比较端口索引号，索引号小的端口优先。　　3 STP的改进优化　　在实际的应用中，STP也有很多不足之处。最主要的缺点是端口从阻塞状态到转发状态需要两倍的时延.导致网络的连通性至少要几十秒的时间之后才能恢复。如果网络中的拓扑结构变化频繁，网络会频繁失去连通险，为了在拓扑变化后网络尽决恢复连通性，交换机在STP的基础上发展出 RSTP和MSTP。　　RSTP减小了端口从阻塞到转发的时延，尽可能快地恢复网络连通性，提供更好的用户服务。MSTP可以应用多个VLAN工作下的网络环境。