生成树协议的演进

　　在这种大环境下，扮演着救世主角色的STP（Spanning TreeProtocol）协议来到人间，其中以IEEE的802.1D版本最为流行。

　　图1 生成树工作过程示意图

　　STP协议的基本思想十分简单。大家知道，自然界中生长的树是不会出现环路的，如果网络也能够像一棵树一样生长就不会出现环路。于是，STP协议中定义了根桥（RootBridge）、根端口（RootPort）、指定端口（DesignatedPort）、路径开销（PathCost）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。用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA（Spanning TreeAlgorithm）。

　　要实现这些功能，网桥之间必须要进行一些信息的交流，这些信息交流单元就称为配置消息BPDU（BridgeProtocol Data Unit）。STP BPDU是一种二层报文，目的MAC是多播地址01-80-C2-00-00-00，所有支持STP协议的网桥都会接收并处理收到的BPDU报文。该报文的数据区里携带了用于生成树计算的所有有用信息。

　　要了解生成树协议的工作过程也不难，首先进行根桥的选举。选举的依据是网桥优先级和网桥MAC地址组合成的桥ID（Bridge ID），桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥。在图1所示的网络中，各网桥都以默认配置启动，在网桥优先级都一样（默认优先级是32768）的情况下，MAC地址最小的网桥成为根桥，例如图1中的SW1，它的所有端口的角色都成为指定端口，进入转发状态。

　　接下来，其他网桥将各自选择一条 “最粗壮”的树枝作为到根桥的路径，相应端口的角色就成为根端口。假设图1中SW2和SW2、SW3之间的链路是千兆GE链路，SW1和SW3之间的链路是百兆FE链路，SW3从端口1到根桥的路径开销的默认值是19，而从端口2经过SW2到根桥的路径开销是4+4=8，所以端口2成为根端口，进入转发状态。同理，SW2的端口2成为根端口，端口1成为指定端口，进入转发状态。