扼杀网络中的环路：STP、RSTP、MSTP

news2024/9/21 23:41:37

目录

前言：

一、STP（Spanning Tree Protocol）

1.1 STP功能

1.2 STP应用

二、RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）

2.1 RSTP功能

2.2 RSTP应用

三、MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）

3.1 MSTP功能

四、STP、RSTP、MSTP对比

4.1 功能对比

4.2 性能对比

4.3 适用场景对比

小总结

五、STP、RSTP、MSTP配置

5.1 华为设备

STP配置和拓扑

RSTP配置和拓扑

MSTP配置和拓扑

5.2 思科设备

STP配置和拓扑

RSTP配置和拓扑

MSTP配置和拓扑

5.3 Juniper设备

STP配置和拓扑

RSTP配置和拓扑

MSTP配置和拓扑

六、总结

前言：

        在计算机网络中，网络拓扑的稳定性和可靠性是非常重要的。为了解决网络中的环路和冗余路径带来的问题，产生了一系列的网络协议，其中包括STP、RSTP和MSTP。本文将介绍这三种协议的基本概念、工作原理和应用场景。

图片

一、STP（Spanning Tree Protocol）

        STP（生成树协议）是一种用于构建环路无环的网络拓扑的协议。它通过选择一条主干链路，将其它冗余链路置为阻塞状态，从而避免数据包在网络中产生环路。STP使用一种分布式算法，称为根桥选举算法，来确定主干链路和阻塞链路。当网络中的拓扑变化时，STP会重新计算生成树，确保网络的稳定性。

图片

生成树协议（STP）是一种用于防止网络环路和提供网络冗余的网络协议。
在一个局域网中，如果存在多条路径连接两个设备，可能会导致广播风暴和MAC地址学习错误。
STP的主要作用是通过建立一棵生成树，禁用环路中的某些链路，以消除环路。

STP的工作原理如下：

  1. 每个网络设备（交换机）都有一个桥优先级（Bridge Priority）和一个桥ID（Bridge ID）。

  2. 每个设备通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来与其它设备进行通信。

  3. 每个设备根据接收到的BPDU消息来确定根桥和最短路径。

  4. 设备选择根桥，并将自己的端口设置为根端口或非根端口。

STP适用于较小规模的网络，但它的收敛速度较慢，对网络中的拓扑变化反应不够迅速。

1.1 STP功能

  1. 防止环路：通过计算生成树并禁用环路中的某些链路，STP可以防止环路的形成。

  2. 提供冗余：在生成树中，如果某一链路发生故障，STP会重新计算生成树，并启用替代链路。

  3. 根选举：STP会选举一个根桥（Root Bridge）作为生成树的根节点，以确定生成树的拓扑结构。

1.2 STP应用

  1. 防止广播风暴：STP可以防止广播帧在网络中不断循环，从而避免广播风暴。

  2. 实现网络冗余：STP可以动态地调整生成树，确保在链路故障时网络仍然可用。

  3. 实现多层交换设备互联：STP可以在多层交换设备之间建立生成树，以实现互联。

二、RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）

        为了改善STP的收敛速度和性能，RSTP（快速生成树协议）被引入。RSTP是STP的改进版本，它在保持STP基本原理的同时，引入了一些新的机制来加快网络的收敛速度。

图片

快速生成树协议（RSTP）是生成树协议（STP）的一种改进，它解决了STP收敛速度慢的问题。
RSTP通过引入新的端口角色和状态，以及快速收敛算法，实现了生成树的快速收敛。

RSTP的主要改进包括：

  • 端口状态的改变：RSTP将端口状态划分为三种：指定（designated）、根（root）和备份（alternate），相比STP的端口状态，RSTP减少了状态切换的次数，从而加快了收敛速度。

  • 快速收敛：RSTP通过减少BPDU的发送间隔和超时时间来加快收敛速度。当网络拓扑发生变化时，RSTP可以更快地重新计算生成树。

  • 持续监听：RSTP通过定期发送BPDU消息来持续监听网络状态。当RSTP设备在一定时间内没有收到BPDU消息时，它会假设网络中的链路出现故障，并快速重新计算生成树，以确保网络的稳定性。

RSTP相对于STP来说，具有更快的收敛速度和更好的性能。它适用于中等规模的网络，并能够更好地适应网络拓扑的变化。

2.1 RSTP功能

  1. 快速收敛：RSTP通过新的收敛算法实现了生成树的快速收敛。

  2. 向后兼容STP：RSTP与STP协议兼容，可以在STP和RSTP混合的网络环境中工作。

2.2 RSTP应用

  1. 提高生成树收敛速度：RSTP使得生成树在链路故障或网络拓扑变化时能够更快地收敛，减少了网络不可用的时间。

  2. 实现网络冗余和环路防护：与STP相同，RSTP可以防止环路的形成，并提供网络冗余。

三、MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）

        在一些大规模的网络中，需要同时支持多个VLAN（虚拟局域网），而STP和RSTP只能为整个网络构建一个生成树。为了解决这个问题，MSTP（多生成树协议）被引入。MSTP允许在一个网络中为每个VLAN构建独立的生成树，从而提供更好的灵活性和可伸缩性。

图片

多生成树协议（MSTP）是一种进一步优化生成树协议的方法，
它允许在一个网络中创建多个生成树实例，每个实例负责不同的VLAN。
这样，可以实现更好的负载均衡和资源利用。

MSTP的主要特点包括：

  • 实例化：MSTP将网络分为多个实例，每个实例对应一个或多个VLAN。这样，可以为每个实例构建独立的生成树。

  • 区域：MSTP将网络划分为多个区域，每个区域可以有独立的根桥和生成树。这样，可以减少生成树计算的复杂度，并提高网络的可扩展性。

  • VLAN到实例的映射：MSTP通过将VLAN映射到相应的实例，使得每个VLAN都可以有自己的生成树。

MSTP在大规模网络中具有很好的适应性和可伸缩性。它可以更灵活地配置和管理生成树，以满足不同VLAN和区域的需求。

3.1 MSTP功能

  1. 多生成树实例：MSTP允许在一个网络中创建多个生成树实例，每个实例负责不同的VLAN。

  2. 负载均衡：通过将不同的VLAN分配到不同的生成树实例，MSTP可以实现链路资源的负载均衡。

  3. 向后兼容RSTP和STP：MSTP与RSTP和STP协议兼容，可以在混合的网络环境中工作。

四、STP、RSTP、MSTP对比

4.1 功能对比

下表对比了STP、RSTP和MSTP在功能方面的特点：

功能STPRSTPMSTP
环路消除是是是
快速收敛否是是
支持多VLAN否否是
拓扑可扩展适用于小规模网络适用于中等规模网络适用于大规模网络和多VLAN环境

4.2 性能对比

下表对比了STP、RSTP和MSTP在性能方面的特点：

性能STPRSTPMSTP
收敛速度慢快快
状态切换频繁较少适中
配置复杂度低低较高
可伸缩性适用于小规模网络适用于中等规模网络和小规模多VLAN网络适用于大规模网络和多VLAN环境
网络规模较小中等大

4.3 适用场景对比

下表对比了STP、RSTP和MSTP在适用场景方面的特点：

适用场景STPRSTPMSTP
小型网络是是是
中等规模网络否是是
大规模网络和多VLAN环境否否是
需要快速收敛的环境否是是
需要灵活配置不同生成树的环境否否是

  • STP适用于小型网络，它具备环路消除的功能，但收敛速度较慢。

  • RSTP适用于中等规模网络，具有快速收敛和较少的状态切换。它是对STP的改进版本，提供了更好的性能和响应速度。

  • MSTP适用于大规模网络和多VLAN环境，具备快速收敛和拓扑可扩展性。它允许为每个VLAN构建独立的生成树，提供了更大的灵活性和可伸缩性。

五、STP、RSTP、MSTP配置

        华为、思科和Juniper是全球领先的网络设备供应商，它们提供了各种网络设备和解决方案，包括交换机、路由器等。在这些设备中，STP（生成树协议）、RSTP（快速生成树协议）和MSTP（多生成树协议）被广泛应用于构建稳定、可靠的网络拓扑。下面将详细介绍在华为设备、思科设备和Juniper设备上配置和使用STP、RSTP和MSTP的方法和拓扑结构。

5.1 华为设备

华为设备使用Spanning Tree Protocol (STP)、Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)和Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)来实现生成树功能。

STP配置和拓扑

在华为设备上配置STP，可以使用以下命令：

<Huawei> system-view
[Huawei] stp mode stp
[Huawei] stp enable

为了优化拓扑结构，可以通过以下命令调整STP的优先级：

[Huawei] stp priority <priority>

华为设备的STP拓扑结构如下：

图片

RSTP配置和拓扑

在华为设备上配置RSTP，可以使用以下命令：

<Huawei> system-view
[Huawei] stp mode rstp
[Huawei] stp enable

为了优化拓扑结构，可以通过以下命令调整RSTP的优先级：

[Huawei] stp priority <priority>

华为设备的RSTP拓扑结构与STP相同。

MSTP配置和拓扑

在华为设备上配置MSTP，可以使用以下命令：

<Huawei> system-view
[Huawei] stp mode mstp
[Huawei] stp region-configuration
[Huawei-mstp] revision-level <revision-level>
[Huawei-mstp] instance <instance-id> vlan <vlan-id>
[Huawei-mstp-instance] active
[Huawei-mstp-instance] exit
[Huawei] stp enable

为了优化拓扑结构，可以通过以下命令调整MSTP的优先级：

[Huawei-mstp] instance <instance-id> priority <priority>

华为设备的MSTP拓扑结构如下：

图片

5.2 思科设备

思科设备使用Spanning Tree Protocol (STP)、Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)和Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)来实现生成树功能。

STP配置和拓扑

在思科设备上配置STP，可以使用以下命令：

Switch(config)# spanning-tree mode stp
Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root primary

思科设备的STP拓扑结构如下：

图片

RSTP配置和拓扑

在思科设备上配置RSTP，可以使用以下命令：

Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root primary

思科设备的RSTP拓扑结构与STP相同。

MSTP配置和拓扑

在思科设备上配置MSTP，可以使用以下命令：

Switch(config)# spanning-tree mode mst
Switch(config)# spanning-tree mst configuration
Switch(config-mst)# revision <revision-level>
Switch(config-mst)# instance <instance-id> vlan <vlan-id>
Switch(config-mst)# spanning-tree instance <instance-id> root primary

思科设备的MSTP拓扑结构如下：

图片

5.3 Juniper设备

Juniper设备使用Spanning Tree Protocol (STP)、Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)和Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)来实现生成树功能。

STP配置和拓扑

在Juniper设备上配置STP，可以使用以下命令：

[edit protocols]
user@juniper# set spanning-tree protocol-version stp

Juniper设备的STP拓扑结构如下：

图片

RSTP配置和拓扑

在Juniper设备上配置RSTP，可以使用以下命令：

[edit protocols]
user@juniper# set spanning-tree protocol-version rstp

Juniper设备的RSTP拓扑结构与STP相同。

MSTP配置和拓扑

在Juniper设备上配置MSTP，可以使用以下命令：

[edit protocols]
user@juniper# set spanning-tree protocol-version mstp
[edit protocols mstp]
user@juniper# set instance <instance-id> vlan <vlan-id>
user@juniper# set instance <instance-id> priority <priority>

Juniper设备的MSTP拓扑结构如下：

图片

  • 在华为设备上，可以使用stp mode命令配置STP、RSTP和MSTP，通过调整优先级设置拓扑结构。

  • 在思科设备上，可以使用spanning-tree mode命令配置STP、RSTP和MSTP，通过设置根桥优先级调整拓扑结构。

  • 在Juniper设备上，可以使用spanning-tree protocol-version命令配置STP、RSTP和MSTP，通过设置实例和优先级调整拓扑结构。

六、总结

        STP、RSTP和MSTP是在计算机网络中用于构建稳定、可靠拓扑的协议。STP是最早的生成树协议，它通过选举根桥和设置端口状态来构建环路无环的网络。RSTP是对STP的改进版本，它通过减少状态切换次数和加快收敛速度来提高性能。MSTP则在大规模网络中支持多个VLAN，允许为每个VLAN构建独立的生成树，提供更好的灵活性和可伸缩性。

        根据网络规模和需求，选择适合的生成树协议是非常重要的。STP适用于较小规模的网络，RSTP适用于中等规模的网络，而MSTP适用于大规模网络和多VLAN环境。了解这些协议的原理和特点，可以帮助开发人员设计和配置网络拓扑，以实现稳定性、可靠性和性能的平衡。

        总之，STP、RSTP和MSTP是网络中常用的生成树协议，它们在构建稳定、可靠的拓扑结构方面发挥着重要作用。随着网络规模的增长和需求的变化，选择合适的协议对于确保网络的正常运行至关重要。开发人员应该根据网络规模、拓扑结构和功能要求来选择合适的生成树协议，并合理配置和管理网络，以实现高效、可靠的数据传输和通信。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1484276.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

Filebeat将csv导入es尝试

Filebeat将csv导入es尝试

一、安装 在docker中安装部署ELKfilebeat 二、主要配置 - type: log # Change to true to enable this input configuration. enabled: true # Paths that should be crawled and fetched. Glob based paths. paths: - /home/centos/pip_v2.csv #源路径 #…
阅读更多...
了解Spring中Bean:配置与作用域

了解Spring中Bean:配置与作用域

作为一名对技术充满热情的学习者&#xff0c;我一直以来都深刻地体会到知识的广度和深度。在这个不断演变的数字时代&#xff0c;我远非专家&#xff0c;而是一位不断追求进步的旅行者。通过这篇博客&#xff0c;我想分享我在某个领域的学习经验&#xff0c;与大家共同探讨、共…
阅读更多...
几种常见的自动化测试框架

几种常见的自动化测试框架

&#x1f345; 视频学习&#xff1a;文末有免费的配套视频可观看 &#x1f345; 点击文末小卡片&#xff0c;免费获取软件测试全套资料&#xff0c;资料在手&#xff0c;涨薪更快 在软件测试领域&#xff0c;自动化测试框架有很多&#xff0c;这里主要介绍几种常用的自动化测试…
阅读更多...
程序员必备开发工具

程序员必备开发工具

Chat GPT的升级节奏让人们越来越惊讶的同时，也让大家感觉到了压力，在如此快节奏的互联网世界中，开发人员需要不断学习与更新知识，保持领先地位并高效地交付高质量软件。 无论是集成开发环境 (IDE)、版本控制系统、测试工具、协作平台还是文档工具，学习并掌握这些流行的顶…
阅读更多...
嵌入式学习31-指针和函数知识回顾

嵌入式学习31-指针和函数知识回顾

1.指针&#xff1a; 1.提供一种间接访问数据的方法 2.空间没有名字,只有一个地址编号 2.指针: 1.地址:区分不同内存空间的编号 2.指针:指针就是地址,地址就是指针 3.指针变量:存放指针的变量称为指针变量,简称为指针 3.指针的定义: int *p NULL; …
阅读更多...
mysql order by布尔盲注

mysql order by布尔盲注

什么是order by 在MySQL支持使用ORDER BY语句对查询结果集进行排序处理&#xff0c;使用ORDER BY语句不仅支持对单列数据的排序&#xff0c;还支持对数据表中多列数据的排序。语法格式如下 select * from 表名 order by 列名(或者数字) asc&#xff1b;升序(默认升序) selec…
阅读更多...
Spark(1)-wordCount入门

Spark(1)-wordCount入门

1. 创建Maven项目 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.apache.org/P…
阅读更多...
【DDD】学习笔记-实体和值对象：从领域模型的基础单元看系统设计

【DDD】学习笔记-实体和值对象：从领域模型的基础单元看系统设计

今天我们来学习 DDD 战术设计中的两个重要概念&#xff1a;实体和值对象。 这两个概念都是领域模型中的领域对象。它们在领域模型中起什么作用&#xff0c;战术设计时如何将它们映射到代码和数据模型中去&#xff1f;就是我们这一讲重点要关注的问题。 另外&#xff0c;在战略…
阅读更多...
每日五道java面试题之mysql数据库篇（二）

每日五道java面试题之mysql数据库篇（二）

目录&#xff1a; 第一题. 什么是索引&#xff1f;第二题. 索引有哪些优缺点&#xff1f;第三题. 创建索引的原则第四题. 创建索引时需要注意什么&#xff1f;第五题. 使用索引查询一定能提高查询的性能吗&#xff1f;为什么&#xff1f; 第一题. 什么是索引&#xff1f; 索引…
阅读更多...
【前端素材】推荐优质后台管理系统网页my-Task平台模板（附源码）

【前端素材】推荐优质后台管理系统网页my-Task平台模板（附源码）

一、需求分析 1、系统定义 后台管理系统是一种用于管理网站、应用程序或系统的工具&#xff0c;通常由管理员使用。后台管理系统是一种用于管理和控制网站、应用程序或系统的管理界面。它通常被设计用来让网站或应用程序的管理员或运营人员管理内容、用户、数据以及其他相关功…
阅读更多...
查找算法——java

查找算法——java

顺序查找&#xff08;顺序表查找&#xff09; 顺序查找也称为线形查找&#xff0c;属于无序查找算法。从数据结构线形表的一端开始&#xff0c;顺序扫描&#xff0c;依次将扫描到的结 点关键字与给定值k相比较&#xff0c;若相等则表示查找成功&#xff1b;若扫描结束仍没…
阅读更多...
web服务器nginx下载及在win11的安装

web服务器nginx下载及在win11的安装

一.背景 还是为了公司安排的师带徒任务。 操作系统版本&#xff1a;win11 家庭版 mginx版本&#xff1a;1.24.0 二.nginx版本选择与下载 我之前也写过下载nginx下载_ngnix stable 下载-CSDN博客 不想看寻找过程的&#xff0c;直接点这里去下载https://nginx.org/download…
阅读更多...
抖音视频评论抓取软件|视频批量下载

抖音视频评论抓取软件|视频批量下载

抖音视频评论采集软件是一款基于C#开发的高效、便捷的工具&#xff0c;旨在为用户提供全面的数据采集和分析服务。该软件不仅支持通过关键词进行搜索抓取&#xff0c;还能够通过分享链接进行单个视频的抓取和下载&#xff0c;让用户轻松获取抖音视频评论数据。 &#x1f50d; …
阅读更多...
记录西门子：SCL博图

记录西门子：SCL博图

算术表达式: 关系表达式&#xff1a; 逻辑表达式&#xff1a; 赋值运算
阅读更多...
云时代【6】—— 镜像 与 容器

云时代【6】—— 镜像 与 容器

云时代【6】—— 镜像 与 容器 四、Docker&#xff08;三&#xff09;镜像 与 容器1. 镜像&#xff08;1&#xff09;定义&#xff08;2&#xff09;相关指令&#xff08;3&#xff09;实战演习镜像容器基本操作离线迁移镜像镜像的压缩与共享 2. 容器&#xff08;1&#xff09;…
阅读更多...
MSCKF3讲：后端理论推导（上）

MSCKF3讲：后端理论推导（上）

MSCKF3讲&#xff1a;后端理论推导&#xff08;上&#xff09; 文章目录 MSCKF3讲&#xff1a;后端理论推导&#xff08;上&#xff09;1 MSCKF中的状态变量① IMU状态:② cam0状态&#xff1a;③ IMU和cam0间状态关系 2 微分方程递推&#xff08;数值解&#xff09;3 IMU状态预…
阅读更多...
洛谷C++简单题小练习day22—小鱼记忆小程序！一题五解，高效学习

洛谷C++简单题小练习day22—小鱼记忆小程序！一题五解，高效学习

day22--小鱼记忆--2.26 习题概述 题目描述 小鱼最近被要求参加一个数字游戏&#xff0c;要求它把看到的一串数字 ai​&#xff08;长度不一定&#xff0c;以 0 结束&#xff09;&#xff0c;记住了然后反着念出来&#xff08;表示结束的数字 0 就不要念出来了&#xff09;。…
阅读更多...
【高级数据结构】Trie树

【高级数据结构】Trie树

原理 介绍 高效地存储和查询字符串的数据结构。所以其重点在于&#xff1a;存储、查询两个操作。 存储操作 示例和图片来自&#xff1a;https://blog.csdn.net/qq_42024195/article/details/88364485 假设有这么几个字符串&#xff1a;b&#xff0c;abc&#xff0c;abd&…
阅读更多...
数字中国：构建智慧社会的未来蓝图

数字中国：构建智慧社会的未来蓝图

一、引言 随着信息技术的迅猛发展&#xff0c;数字中国已经成为推动社会进步、提升国家竞争力的重要引擎。数字中国不仅代表着信息技术的广泛应用&#xff0c;更代表着一种全新的社会形态和发展模式。在这个背景下&#xff0c;AI与大数据技术的融合与应用成为数字中国建设的核…
阅读更多...
操作系统原理与实验——实验三优先级进程调度

操作系统原理与实验——实验三优先级进程调度

实验指南 运行环境&#xff1a; Dev c 算法思想&#xff1a; 本实验是模拟进程调度中的优先级算法&#xff0c;在先来先服务算法的基础上&#xff0c;只需对就绪队列到达时间进行一次排序。第一个到达的进程首先进入CPU&#xff0c;将其从就绪队列中出队后。若此后队首的进程的…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023