生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）的工作原理

生成树协议（Spanning Tree Protocol, STP）通过让交换机的各个接口处于转发模式或阻塞模式来防止帧的循环传输。那么，交换机是如何决定某个接口应该处于转发模式还是阻塞模式的呢？我们将在本文中探讨这个问题的答案。在继续之前，我们需要了解一些相关术语。

• BID –它代表了桥接器的ID。这是一个由8个字节组成的值，每个交换机都有自己独特的ID。前两个字节表示优先级信息，而剩下的6个字节则包含了该交换机的内置MAC地址信息。
• 路径成本 –这是一个用于衡量两个接口之间连接速度的数值。接口的连接速度越高，相应的成本就越低。
• BPDU –桥协议数据单元是一种交换机之间交换的报文。常用的BPDU就是“Hello”报文。它包含了相关信息以及交换机的基本识别信息。

注意：虽然涉及到交换机，但我们仍然使用“桥接”这个词。因为STP技术是在交换机出现之前就已经被引入的。而桥接设备则是最早使用STP技术的设备。因此，各种相关术语中都包含“桥接”这个词。

为了选择用于转发和阻塞状态的接口，STP使用了三个标准：

• 根交换器的选择。它的所有接口都处于转发状态。
• 其他所有非根交换机都会生成一个根端口。而根端口则是指通往根交换机的路径成本最低的那个端口。所有的根端口都处于转发状态。
• 每个交换机到根交换机的路径成本最低的那个交换机，其根成本被称为该交换机的根成本。在所有交换机中，根成本最低的交换机被指定为“指定交换机”。计算根成本时所使用的指定交换机的端口，就被称为“指定端口”(DP)。指定端口会被置于转发状态。

选择根交换机： 

在局域网中，所有的交换机都会互相发送Hello BPDU消息。首先，所有的交换机都认为自己是根交换机，但实际上，根交换机的选择是基于交换机的BID来决定的。如果某个交换机的BID中的优先级位较低，那么该交换机就会被选为根交换机。如果多个交换机的BID中的优先级位相同，那么拥有更低MAC地址的交换机就会被选为根交换机。在下图中，经过比较各个交换机的BID后，SW1最终成为了根交换机。

在非根交换机上选择根端口： 

每个交换机中，通往根交换机的路径成本最小的端口，就会被选为该交换机的根端口。在下面的图中，SW2和SW3的Gi0/1端口都被选为根端口。