STP(生成树协议)

定义

STP(Spanning Tree Protocol,IEEE 802.1D)是运行在以太网交换机上的二层协议,用于在存在物理环路的网络中逻辑上阻塞部分端口,构造一棵无环的生成树,避免广播风暴和 MAC 地址表震荡。

原理

交换机之间交换 BPDU 报文,先按桥 ID 选举根桥,再为每台非根交换机确定到根桥开销最小的根端口,为每条链路确定指定端口,其余端口进入阻塞状态。当活动链路故障时,被阻塞的冗余端口会重新参与计算并转为转发,恢复连通性。

演进与局限

经典 STP 收敛需要数十秒,RSTP(802.1w)通过握手机制将收敛缩短到秒级,MSTP(802.1s)支持按 VLAN 组划分多个生成树实例以利用冗余链路。其代价是阻塞链路浪费带宽,现代数据中心多改用链路聚合、堆叠或路由化的 Spine-Leaf 架构规避 STP。