生成树协议（STP）的介绍

在LAN中，添加了冗余链接以提高LAN的网络可用性。但是，这种冗余链路可能导致帧在网络中无限循环，直到采取某种措施，例如某些链路被断开为止。为了解决帧循环问题，生成树协议(STP)开始发挥作用。

需要生成树：
考虑以下方案，其中有3台交换机，每个交换机上都有一个用户。

图– LAN中的帧循环

Arvind将广播帧发送到LAN，并且由于交换帧的性质是从除接收端口(Fa0 / 3)之外的其他端口(Gi0 / 1和Gi0 / 2)发出的。现在，此帧转到SW2，SW2也从Gi0 / 2和Fa0 / 2端口广播帧。 SW1在其Gi0 / 1端口中接收帧。 SW1也广播帧，然后此帧转到SW3，并继续广播帧。请记住，该帧广播也从Gi0 / 1端口的其他方向从SW3发生。上面讨论的帧循环来自SW3的Gi0 / 2端口。您可以想象在那个小型LAN中泛滥的帧。局域网周围的帧永远循环称为广播风暴。

帧的这种循环会导致三个问题，如下所述：

1. MAC表的不稳定性–
   由于局域网周围的帧循环，交换机的MAC表经常更改。循环会导致错误的MAC表条目，从而导致错误的帧传递。
2. 广播风暴–
   局域网中链路周围帧的重复转发会导致链路使用效率低下。
3. 多帧传输–
   循环的一个非常严重的负面影响是，同一帧的多个副本将交付给主机。这个过程使主机感到困惑。

生成树协议如何提供帮助?
生成树协议通过将交换机的端口置于转发或阻塞状态来防止LAN周围的帧循环。处于转发状态的接口(交换机的端口)正常工作，但是处于阻塞状态的接口除了STP消息和其他重要开销外，不会处理任何接收到的帧。阻塞接口不会学习MAC地址，不会转发帧，也不会处理收到的帧。
现在，如果我们再次考虑上述讨论的场景，其中SW3的Gi0 / 2接口处于阻塞状态。

图–通过STP防止帧循环

• Arvind将帧发送到SW3。
• SW3仅将帧转发到Gi0 / 1端口，因为Gi0 / 2端口处于阻塞状态。
• 现在，SW1接收帧并转发到Fa0 / 1和Gi0 / 1接口。
• SW2接收帧并转发到Fa0 / 2和Gi0 / 1接口。
• SW3将在Gi0 / 2接口上接收该帧，但是由于它处于阻塞状态而忽略了该帧。

这样，通过使用STP可以防止LAN周围的帧循环。