生成树协议中定义了根桥、根端口、指定端口等概念，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。总之，生成树协议的根本目的是将一个存在物理环路的交换网络变成一个没有环路的逻辑树形网络。而当这个链路出现故障无法使用时，IEEE 802.1d协议会重新计算网络链路，将处于“阻断状态”的端口重新打开，从而保障网络正常运转，如图4-6所示。......
2023-11-17
生成树协议版本概览-网络设备配置与实训
【摘要】：生成树协议目前常见的版本有生成树协议、快速生成树协议和多生成树协议。STP是生成树协议的早期版本，其特点是收敛时间长，当主要链路出现故障后，切换到备份链路需要50秒的时间。MSTP就是基于VLAN的RSTP，是在传统的STP、RSTP的基础上发展而来的新的生成树协议，包含了RSTP的快速转发机制。图4-9MSTP避免环路产生
生成树协议目前常见的版本有生成树协议（STP，IEEE 802.1d）、快速生成树协议（RSTP，IEEE 802.1w）和多生成树协议（MSTP，IEEE 802.1s）。
（1）STP是生成树协议的早期版本，其特点是收敛时间长，当主要链路出现故障后，切换到备份链路需要50秒的时间。
（2）RSTP在STP的基础上增加了两种端口角色：替换端口和备份端口，分别作为根端口和指定端口的冗余端口，当根端口和指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口，从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。在网络搭建中经常推荐使用RSTP。
（3）MSTP就是基于VLAN的RSTP，是在传统的STP、RSTP的基础上发展而来的新的生成树协议，包含了RSTP的快速转发机制。下面通过一个案例说明多生成树的工作原理：
①有四台交换机，连接如图4-7所示，交换机A、B在VLAN 1内，交换机C、D在VLAN 2内，连成环路。
图4-7 四台交换机组成环路(www.chuimin.cn)
②若采用STP或RSTP，在某种配置下，会把交换机A和B间的链路阻塞，交换机C、D无法转发VLAN 1的数据包，交换机A的VLAN 1就无法与交换机B的VLAN 1进行通信，如图4-8所示。
图4-8 环路引起VLAN间不能通信
③MSTP把一台交换机的一个或多个VLAN划分为一个实例instance，有着相同instance配置的交换机就组成一个域（MST region），运行独立的生成树（IST，internal spanning-tree）；这个MST region就相当于一个大的交换机，与其他MST region再进行生成树算法运算，得出一个整体的生成树，称为CST（common spanning tree），如图4-9所示。这样交换机A、B在region 1内，region 1没有环路产生，所以没有链路阻塞；同理，region 2也是一样。region 1和region 2就分别相当于两个大的交换机，这两台“交换机”间有环路，因此根据相关配置选择一条链路阻塞，这样就可以避免环路的产生。
图4-9 MSTP避免环路产生
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