生成树协议----1

1，为什么会有生成树协议

让我们先来看下面这个图：

 

        在这个拓扑图中，Switch 0可能造成一个单点故障（交换机坏了），会使几个模块之间都无法进行正常的工作。

        为了避免存在上述的单点故障，在实际的二层链路中会采用链路冗余，也就是采用交换设备之间多条联络连接，即多台交换机之间都有连接，这样即使一台交换机故障了，也可以使用其他交换机，如上图的Switch 1。这就是链路冗余。但是，于此同时冗余环路也会对我们的网络造成影响，影响主要有三：1广播风暴2多重复数据帧3 MAC地址表不稳定。

也就是说：

1，冗余环路拓扑可以消除Switch带来的单点故障

2，冗余环路拓扑同时带来广播风暴多、重复数据帧、MAC地址表不稳定等问题

 

 

分析一下上面的三个问题。

1，广播风暴

如下图：

分析：

        假如此时主机X发送广播，联想（二层设备）交换机转发的原理泛洪，那么你就可以想象在（以太）数据帧传给交换机A以后，通过链路的双向循环仍然会将此报再一次传给交换机A，依次类似于B，构成了一个环，数据帧将在在网络中将被无限次数的传递（注意以太网帧没有类似IP数据报里的TTL），从面造成了广播风暴。

2，多重数据帧：也称帧的多个副本

 

分析：

         主机X准备发一个单播帧给路由器Y。这里如果假设假设交换机AB都未初始化。这样，在交换机接到单播帧的时候会泛红给到交换机B，接着路由器Y又会收到一个一样一样的数据帧。一般情况下，数据报发出后，发现有两条路可以到达路由器Y，一个是直接发过去，还有一条就是通过交换机A转给交换机B，然后再交给路由器Y，此时路由器Y就收到了两位一模一样的数据帧。以上情况都会无止境的循环下去。。。。

3，MAC地址表的不稳定：

 

分析：

        还是主机X发送数据帧给路由器Y，假设都还未初始化，主机X、路由器的MAC地址表还没有被交换机学习到，数据帧沿链路发送到S A(交换机A)和S B的端口1,那么S A和交换机S B都将主机X的MAC地址记录在port 1。因为是通过port 1收到的数据帧，所以会通过两个交换机的port 2向外flooding，交叉来到相互交换机的 port 2 口，又认为主机X的MAC地址所对应的端口port 2 ,即从交换机A发出来的数据帧来到了交换机B的port 2端口。然后交换机 B收到后又通过Port 1口再次flooding，依次类推，数据帧在环路里重复执行上述过程，交换机A和交换机B重复的在port 1 以及 port 2上不断的学习主机X的MAC地址，造成MAC地址表的不稳定。如果此时有外来数据帧发往主机X，那么问题就来了，port 1与port 2还在互相学习中呢。。。。

 

生成树协议就是为了解决上述因环路冗余而带来的种种问题（未完待续......）

解决方法：生成树协议