STP(Spanning Tree Protocol)是一种网络通信协议,用于在交换机之间选择最佳路径,并防止网络环路的产生。在STP的过程中,端口状态是非常重要的,因为它可以告诉我们端口是开放的还是关闭的,从而帮助我们判断网络拓扑结构的情况。在本文中,我们将从多个角度探讨STP的端口状态以及它的作用。
STP生成树协议端口状态种类
STP协议定义了五种不同的端口状态,其中三种状态用于构建树,另外两种状态用于PortFast端口和防止连接无限循环。下面我们来详细解释这些状态:
1. Disabled(禁用状态): 这意味着接口已被管理员禁用或者逻辑端口还未创建。禁用状态的端口将被忽略,无法参与树的构建。
2. Blocking(阻塞状态):这个状态也称作port state。这种端口被禁止发送数据报文,这是为了防止环路,但是它可以接受可以使生成树更加稳定的BPDU和自己计算出来的根的BPDU。
3. Listening(监听状态): 这个状态使端口接收BPDU并发送配置BPDU。它还在等待转发时间结束,也就是接收到BPDU的间隔时间。如转发时间结束前端口已经收到了更优的BPDU,端口会停留在listening状态,否则,端口转换到learning状态。
4. Learning(学习状态): 当端口在监听状态下通过学习其他交换机的MAC地址来决定是否转化成学习状态。在学习阶段,端口会继续接受BPDU,并开始学习mac表格,并将他们添加到mac address table中,以便识别接收到的帧。
5. Forwarding(转发状态): 当端口在监听和学习阶段之后,才能进入forwarding状态;在这个状态下,可以在端口间正常转发数据。除非生成树出现改变,端口将一直停留在此状态。
STP端口状态的作用
STP中,端口状态发挥着重要作用,因为它可以控制交换机之间的通信,并防止网络环路产生,其作用如下:
1. 保证网络拓扑不出现环路。由于STP协议能自行段自动选择最佳路径,所以能够避免因网络环路而产生的通信混乱和丢包。
2. 发现网络中的故障。如果某个端口的状态改变,STP将会重新计算路径。如果某个链路出现问题,STP会检查网络路径,选择另一台交换机向数据报文转发。
3. 提高网络性能。STP通过控制所用路径的数量和转化速度,使网络通信变得更高效。
4. 保障数据安全。通过限制交换机之间的通信,可以避免传输危险的数据包以及恶意攻击可能导致的网络瘫痪。
STP端口状态的工作原理
STP端口状态的转换取决于所收到的节点的消息,称为BPDU(Bridge Protocol Data Units)。STP协议以BPDU的形式广播MAC地址,并确定发现根mac地址的节点。交换机要准确知道哪个端口连接到根交换机——路由树的关键。当在网络中检测到变化时,交换机将重新计算树形路径,这就是STP的工作原理。
在端口状态改变的WiFi网络中,STP协议将计算新的最佳路径并在各个端口之间重新分配数据包。这避免了故障和其他问题对整个网络性能的影响。