局域网（LAN，Local Area Network）

局域网通过网桥互连，IEEE 802标准中有两种网桥规范，一种是802.1d定义的透明网桥，另一种是802.5定义的源路由网桥。

网桥

桥接器（英语：network bridge），又称网桥，一种网络设备，负责网络桥接（network bridging）之用。根据MAC分区块，可隔离碰撞。桥接器将网络的多个网段在数据链路层（OSI模型第2层）连接起来（即桥接）。桥接器在功能上与集线器等其他用于连接网段的设备类似，不过后者工作在物理层（OSI模型第1层）。桥接器仅仅在不同网络之间有数据传输的时候才将数据转发到其他网络，不是像集线器那样对所有数据都进行广播。对于以太网，“桥接”这一术语正式的含义是指符合IEEE 802.1D标准的设备，即“网络切换”。若有通信频繁的机器，则应置于同区之内，否则性能将降低。桥接器可以分区网段，不似集线器仍是在为同一碰撞域名，所以对带宽耗损较大。因桥接器通过其内之MAC表格，让发送帧不会通过，所以其称之为数据链结层操作之网络组件。交换机实际实际上就是一种多端口网桥，是一种对帧进行转发的技术。

如上图所示：当该网络内的主机1要和网络内的5主机进行通信，当主机A发送数据帧（数据+帧头帧尾，帧头中包含目标站地址，帧尾包含源站地址）经端口1到达网桥时，网桥通过查找MAC地址表（网络内的所有主机MAC地址）是否有需要转发出去的地址，上图明显有，然后经过端口2转发给主机5。

生成树

生成树网桥属于一种透明网桥，这种网桥可以自动完成路由选择功能，无需用户装入路由表或设置参数，网桥的功能是自己学习获得。

生成树协议（STP, Spanning Tree Protocol），又称扩展树协议，是一基于OSI网络模型的数据链路层（第二层）通信协议，用作确保一个无循环的局域网络环境。

基于由Radia Perlman在DEC工作时发明的运算法则，STP让一个网络被设计成包含备用（重复的）连接以当一条运作中的线路失效时，自动提供备用路径，并排除引起桥接器循环、及手动启动、关闭该些备用连接的需要。因此，通过使用STP，可以达到四个效果：1防止环路；2防止mac地址震荡；3防止重复帧的出现；4防止广播风暴的出现。

广播风暴

备注：

转发机制，由于局域网是分组广播式网络，所以交换机一个端口接收到广播，这个交换机有责任将这个广播通过其他所有的端口转发出去。

如上图所示，当某公寓二楼的小张要和公寓十楼的小王进行通信，汇聚交换机为A，接入交换机左为B，右为C，小张发送的数据经过交换机B，交换机B需要将数据转发给A和C，交换机C接收到数据又会转发给A和B，同样交换机A接收到数据又会转发给B和C，就这样无限的循环下去，所以就形成了如右图所示的一个顺时针转播，一个逆时针转播，当所有的成员同时都进行这样的广播，就形成了广播风暴，这个网络就瘫痪掉了。

为什么我们要添加B交换机和C交换的链路呢？当然是为了安全嘛。如果A交换机和B交换机的链路中间断了，那么A交换机会通过B交换机转发数据而不会受到影响。但是加了这条链路，又会引起广播风暴，如何避免呢？任何事情总会有办法的，那就是我们要说的生成树。网络内一旦发现环路，交换机就会自动运行生成树，堵塞某个端口，来消除环路。

实战一

如图所示： 创建三台交换机，当连接成功后，端口f0/3会自变成堵塞状态。这就是生成树的功效了~~

STP的工作过程如下：首先进行根网桥的选举，其依据是网桥优先级（bridge priority）和MAC地址组合生成的桥ID，桥ＩＤ最小的网桥将成为网络中的根桥（bridge root）。在此基础上，计算每个节点到根桥的距离，并由这些路径得到各冗余链路的代价，选择最小的成为通信路径（相应的端口状态变为forwarding--转发），其它的就成为备份路径(相应的端口状态变为blocking--堵塞)。STP生成过程中的通信任务由BPDU完成，这种数据包又分为包含配置信息的配置BPDU（其大小不超过35B）和包含拓扑变化信息的通知BPDU（其长度不超过4B）。

未完待续~

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4.鸟哥学习笔记--生成树STP