生成樹協定（Spanning Tree Protocol, STP）的用途
生成樹協定（Spanning Tree Protocol, STP）是網路橋接器（Bridge）和交換器（Switch）用來防止網路中出現迴路（loop）的一種協定。迴路會導致網路中的廣播風暴（broadcast storm）、重複數據幀和網路不穩定。STP 的主要用途包括：
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防止網路迴路：
- 用途：STP 的主要目的之一是防止網路中出現迴路。迴路會導致數據幀在網路中無限循環，耗盡網路資源，並且可能使整個網路癱瘓。
- 運作方式：STP 透過關閉（blocking）部分連接來形成一棵無迴路的生成樹（spanning tree），從而防止迴路的出現。
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動態調整網路結構：
- 用途：STP 可以根據網路拓撲的變化動態調整生成樹結構，以保證網路的穩定性和連通性。
- 運作方式：當網路中的某個連接發生故障時，STP 會重新計算生成樹，啟用原本處於關閉狀態的備用連接，確保網路仍然連通。
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提高網路穩定性和可靠性：
- 用途：通過消除迴路和動態調整網路結構，STP 提高了網路的穩定性和可靠性。
- 運作方式：STP 確保了數據幀在網路中的唯一路徑，避免數據幀的重複和丟失。
生成樹協定（STP）的運作原理
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選擇根橋（Root Bridge）：
- 步驟：所有橋接器和交換器在網路中選舉一個根橋（Root Bridge）。選舉過程中，具有最低橋 ID 的設備會成為根橋。
- 橋 ID：橋 ID 由橋的優先級和 MAC 地址組成。
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計算最短路徑：
- 步驟：每個橋接器和交換器計算到達根橋的最短路徑。通過這些最短路徑，設備選擇根端口（Root Port）作為到達根橋的最佳路徑。
- 根端口：每個橋接器和交換器都會選擇一個端口作為根端口，這是到達根橋的最短路徑。
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選擇指定端口（Designated Port）：
- 步驟：每個網段會選擇一個指定端口，這是該網段中到達根橋的最佳路徑。
- 指定端口：指定端口負責轉發該網段中的流量。
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關閉冗餘端口：
- 步驟：除根端口和指定端口外，其他端口會被關閉（阻塞），以消除網路中的迴路。
- 阻塞端口：這些端口不會轉發流量，但會保持監聽狀態，以監測網路拓撲的變化。
範例示意
假設有三個交換器 A、B 和 C，其中 A 是根橋，B 和 C 通過多條連接相互連接。
- 選擇根橋：A 被選為根橋。
- 計算最短路徑：B 和 C 計算到達 A 的最短路徑。
- 選擇根端口和指定端口：
- B 選擇其與 A 直接相連的端口作為根端口。
- C 也選擇其與 A 直接相連的端口作為根端口。
- 對於 B 和 C 之間的連接，其中一個端口被選為指定端口，另一個端口被關閉（阻塞）。
生成樹協定（STP）的主要用途是防止網路中出現迴路，動態調整網路結構以應對拓撲變化，從而提高網路的穩定性和可靠性。通過選擇根橋、計算最短路徑、選擇指定端口和關閉冗餘端口，STP 確保了網路中數據的唯一傳輸路徑，避免了因迴路造成的問題。
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