生成树协议(STP):
是一种网络技术,用于防止局域网(LAN)中的环路,确保数据沿着最短路径稳定、无环地转发。它通过计算构建一个逻辑上的树形拓扑,以避免广播风暴和帧循环,这些问题会消耗带宽、降低性能并可能导致设备崩溃。无论交换机之间的物理连接如何,STP都能自动构建一个无环的逻辑网络,确保所有部分的连通性。当网络物理拓扑改变时,STP会重新计算生成树,以维持网络的稳定性和可靠性。
广播风暴(Broadcast Storm):
是指网络中大量广播帧(Broadcast Frames)的快速连续发送,导致网络带宽被大量消耗,无法处理其他正常的数据传输。广播帧是发送给网络中所有设备的帧,通常用于网络发现、地址解析等目的。当广播帧数量过多时,就会发生广播风暴。
网络拥塞:大量广播帧(广播包)占用了网络带宽,使得其他正常的数据传输变得缓慢或无法进行。
性能下降:大量的广播包会小号CPU和内存资源,降低性能。
设备崩溃:长时间的广播风暴可能导致网络设备过载,最终崩溃或重启。
帧循环(Frame Loop):
帧循环通常发生在网络中存在环路的情况下。当数据帧在一个环路中不断转发时,会导致帧的无限重复,类似于广播风暴,但不涉及广播帧。
带宽浪费:数据帧在环路中不断转发,消耗网络带宽。
设备过载:网络设备需要处理重复的帧,可能导致性能下降或崩溃。
延迟增加:由于帧在环路中反复转发,数据传输的延迟显著增加。
丢包:在严重的帧循环中,数据包可能会被丢弃,导致通信问题。
形成原因:
物理网络环境出现环路,配置错误,设备故障,恶意攻击。
解决办法:
1.使用生成树协议:如STP、RSTP或MSTP,它们通过阻塞多余的端口来消除物理网络中的环路
2.物理网络设计:避免在物理布局上形成环路,确保拓扑结构是线性的或星型的。
3.VLAN配置:正确配置VLAN,避免VLAN间的环路。
4. 端口安全:启用端口安全特性,限制每个端口可以连接的设备数,防止未经授权的设备接入。
5.监控和报警:设置网络监控系统,及时发现并警告广播风暴和帧循环。
6.设备故障检测:定期检查和维护网络设备,确保它们正常运行。
生成树协议算法桑步骤:
1.“选举”根交换机
2.“选举”根端口
3.“选举”指定端口并阻塞备用端口
- 根交换机:由优先级和 MAC 地址组成。优先级范围为 0-61440,步长为 4096,默认值为 32768;交换机的 MAC 地址是其基本的标识符。BID 越小,就越有资格成为根交换机。
- 根端口 RP:从非根交换机接收根交换机发来的 BPDU,并转发普通流量。每个非根交换机只能有一个根端口。其选择条件是:到根交换机的路径成本最小;对端的 BID 最小;对端的端口 ID 最小。
- 指定端口 DP:转发根交换机发来的 BPDU,也用于转发普通流量。每个网段只能有一个指定端口 DP。选择条件是:根交换机的所有端口都是指定端口 DP;根端口的对端端口一定是指定端口 DP:BPDU 转发端口到根交换机的路径成本最小(信息从根交换机到端口的成本);本端的 BID 最小。
- 备用端口 AP:阻塞普通流量,防止网络环路的形成。
理论知识就聊到这里,接下来我们来实操。
实操分两种情况:1.我们用虚拟软件模拟的时候,物理环境形成环路的时候,默认是有生成树协议的。如下:连接好,他是会自动通过生成树算法来阻塞端