交换机生成树协议的工作原理？

交换机生成树协议基本原理
生成树协议的基本原理非常简单，自然界生长的树是不会出现环路的。如果网络也能够像一棵树一样的生长就不会出现环路。因此STP协议中定义了根桥(Root Bridge)、根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)、路径开销(Path Cost)等概念目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到剪裁冗余环路的目的同时实现链路备份和路径最优化。为了实现这些功能交换机之间就必须进行一些信息交流这些信息交流单元成为配置消息BPDU(Bridge Protocol Data Unit)STP BPDU为二层报文数据区携带了用于生成树计算的所有有用信息所有支持STP协议的交换机都会接收并处理收到的BPDU报文。用于构造这棵树的算法称为生成树算法SPA(Spanning Tree Algorithm)STP的基本思想是生成“一棵树”树的根是称为根桥的交换机根据桥ID不同较优的交换机被选为根桥任意时刻只能有一个根桥。由根桥开始逐级形成一棵树根桥定时发送配置消息非根桥接收配置报文并转发如果某台交换机能够从两个以上的端口收到配置报文则说明从该交换机到根有不止一条路径便构成了循环回路从此交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞消除循环。当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候交换机认为端口的配置超时网络拓扑可能已经改变此时重新计算网络拓扑重新生成一棵树。
生成树协议的主要功能有两个：
一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。
二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。

生成树的工作原理：
生成树协议的国际标准是IEEE802.1d。运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔 （默认2秒）内通过网桥协议数据单元（BPDU）的组播帧与其他交换机交换配置信息 ，其工作的过程如下：
· 通过比较网桥优先级选取根网桥（给定广播域内只有一个根网桥）。
· 其余的非根网桥只有一个通向根交换机的端口称为根端口。
· 每个网段只有一个转发端口。
· 根交换机所有的连接端口均为转发端口。
注意：生成树协议在交换机上一般是默认开启的，不经人工干预即可正常工作。但这种自动生成的方案可能导致数据传输的路径并非最优化。因此，可以通过人工设 置网桥优先级的方法影响生成树的生成结果。
生成树主要是用来避免环路的。