华小智问道IE面试 | 初识生成树

自从华小育学姐过来进阶学习后，华小智的学习劲头明显提升了许多。这不，华小智正在认真地看着手上的面试备考材料。在华小智身边坐着的正是华小育学姐。“大家都在啊！”在长老边说边走进教室。“现在是两位同学一起来准备IE面试考试，为了提高效率，我决定让大家互相之间讲解知识点。这样即可以提高备考的效率，也可以让大家对知识点记忆深刻。”“那么，今天就请华小育学姐讲一下对生成树的理解吧！”在长老邀请华小育上讲台。华小育应声起身，慢慢走向讲台，站定后说道，“大家互相学习，如果讲的内容有不足之处，还请斧正。其实生成树协议分为STP、RSTP、MSTP，今天我们就来了解一下STP吧。”

生成树产生的背景在局域网中，为了避免单点链路故障造成业务中断，一般会在交换机组网时采用冗余链路来保障网络的连通性。由于采用冗余链路会造成交换机组网时形成物理环路，根据以太网交换机的工作原理，这种存在物理环路的二层网络中遇到广播帧时，广播帧会在环路中不断循环和增生，形成广播风暴、造成MAC地址表震荡，这样浪费了有限的网络带宽资源，导致网络拥塞。

生成树协议STP是用于局域网中消除数据链路层物理环路的协议。通过在桥（交换机）之间交换BPDU（桥协议数据单元），来保证设备完成生成树的计算过程。01根桥的选举STP 中每一个网桥都具有一个桥 ID，用于在网络中标识一个桥。根桥选择的依据就是桥 ID，具有最小桥 ID 的网桥即为网络中的根桥。桥 ID 包含桥优先级（桥优先级默认值为32768）和桥 MAC 地址两部分，长度为 8 个字节。

选举根桥时，先比较桥ID中的桥优先级，桥优先级数值越小表示越优；如果桥优先级相同，则比较桥MAC地址，桥MAC地址越小越优。其中桥优先级的取值范围为0-61440，步长为4096。02端口角色STP中端口的角色分为根端口（Root Port）、指定端口（Designate Port）和预备端口（Alternate Port）。1）根端口：在非根桥上，有且仅有一个根端口，根端口是指网桥上距离根桥最近的端口。a)在非根桥上选举根路径开销（RPC）最小的端口为根端口。b)在根路径开销相同时，所连网段指定桥ID最小的端口为根端口。c)在根路径开销、指定桥ID都相同时，所连指定端口ID小的端口为根端口。d)在根路径开销、指定桥ID、所连指定端口ID都相同时，桥本端接收BPDU报文端口ID小的端口为根端口。2）指定端口：根桥上所有端口都是指定端口；每个物理段上选出根路径开销最小的桥作为指定桥，连接指定桥的端口为指定端口。3）预备端口（Alternate Port）：既不是根端口也不是指定端口的其余端口都是预备端口（处于阻塞状态）。“好了，稍微停一下。”华小育正准备接着往下讲，被在长老突然打断：“华小智，你还能跟上吗？看你一脸愁容的样子，要不先下课休息一下，我怕把你CPU干烧了。”闻道有先后，术业有专攻，扫描下方二维码，添加好友，让我们一起进步吧！