STP(Spanning Tree Protocol)是一种用于计算局域网拓扑的协议,它的作用是防止交换机环路,并通过禁止所有非必需的链路来创建一个无环路的树状拓扑。在4台交换机互相连接的情况下,STP的计算方式如下:

首先,假设有4台交换机,分别为A、B、C、D,它们相互连接如下:
A <-> B
B <-> C
C <-> D
D <-> A
这种情况下,首先每台交换机都会发送BPDU(Bridge Protocol Data Unit)消息,用于协商在网络中选择Root Bridge(根桥)和选择Root Port(根端口)。Root Bridge被认为是整个网络拓扑的起点,并且所有其他交换机都会选择到Root Bridge的最短路径。
接下来,每台交换机都会计算到Root Bridge的路径长度(Path Cost),每个端口的路径成本由端口的带宽决定。常见的端口带宽对应的路径成本如下:
- 10 Mbps: 100
- 100 Mbps: 19
- 1 Gbps: 4
- 10 Gbps: 2
在这个例子中,假设A是Root Bridge,计算各个交换机到Root Bridge的路径成本如下:
- A到A的路径成本为0
- B到A的路径成本为100
- C到A的路径成本为200
- D到A的路径成本为300
然后,每个交换机都会选择一个Root Port,即到达Root Bridge最短路径的端口。在这个例子中,B、C和D都会选择指向A的端口作为Root Port。
最后,每个交换机还会选择一个Designated Port(指定端口),用于转发数据帧到其他交换机。选择Designated Port的依据是:
- 拥有最低Root Path Cost的端口
- 如果Root Path Cost相等,则选择拥有较低的Bridge ID(优先级和MAC地址组成)的端口
- 如果Bridge ID也相等,则比较端口ID,选择拥有较低端口ID的端口
在这个例子中,假设交换机A对于与B之间的连线拥有最低Root Path Cost,则A的与B相连的端口将会被选为Designated Port。同样,B、C和D之间也会进行类似的决策,最终确定每个端口的Designated Port。
通过以上步骤,4台交换机之间会建立一个无环路的树状拓扑结构,确保数据在网络中能够正确传输而不会形成环路。这样就保证了网络的可靠性和稳定性。STP是在数据链路层实现的技术,常用于局域网的拓扑管理和保障数据传输的正常运行。