STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)是用于在网络中防止环路并确保数据包在网络中正确传输的协议。在STP运行过程中,交换机之间会通过选举来确定根桥(Root Bridge)以及其他桥的角色,以建立生成树(Spanning Tree),从而实现网络拓扑的冗余路径消除。
STP选举跟桥的过程如下:
1. 根桥选举:STP网络中的所有交换机首先参与根桥的选举。每个交换机都会发送根桥选举的BPDU(Bridge Protocol Data Unit)帧,其中包含了该交换机的优先级(Priority)和MAC地址等信息。交换机首先比较自己的优先级,优先级越低越有可能成为根桥。如果两个交换机的优先级相同,则比较MAC地址,MAC地址较小的交换机将成为根桥。
2. 根端口选举:每个交换机与根桥之间都会有一个根端口(Root Port),负责向根桥发送数据帧。其他端口将被阻塞,以避免环路的产生。根端口的选举是基于路径成本(Path Cost)的,路径成本越低的端口被选举为根端口。路径成本是由端口连接的链路速率决定的,速率越高,路径成本越低。
3. 桥端口选举:除了根端口之外,每个交换机的每个端口都可能成为桥端口(Designated Port)。桥端口负责向局域网中的其他交换机发送数据帧。桥端口的选举依据与相邻交换机的路径成本和优先级。每条链路上的端口会发送BPDU,其他交换机接收到后比较自己的路径成本和收到的BPDU中的路径成本,路径成本较小的端口将成为桥端口。
4. 非根交换机的选举:除了根桥之外,其他交换机根据收到的BPDU信息选择根端口和桥端口。选择根端口和桥端口的依据是路径成本,与根桥的路径成本越小的端口将成为根端口,而其他端口将成为桥端口。
5. 生成树建立:通过以上选举过程,每个交换机都能确定自己的角色(根桥、根端口、桥端口),从而建立生成树。生成树保证了网络中不存在环路,并且通过阻塞某些端口实现了冗余路径的消除,确保数据在网络中的正确传输。
STP的选举过程保证了网络中的稳定性和可靠性,通过动态调整网络拓扑结构,确保了数据的正常传输,同时提供了一定程度的冗余和容错能力。