HCIA-Datacom笔记之生成树

以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）。

运行STP协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个接口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。

RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）协议基于STP协议，对原有的STP协议进行了更加细致的修改和补充，实现了网络拓扑快速收敛。

9.1 园区交换网络中的二层环路产生原因及引发的问题

9.1.1 技术背景

1、二层交换机网络的冗余性与环路

随着局域网规模的不断扩大，越来越多的交换机被用来实现主机之间的互连。如图，接入层交换机单链路上联，则存在单链路故障，也就是如果这根上联链路发生故障，交换机下联用户就断网了。另一个问题的单点故障，也就是交换机如果宕机，交换机下联用户也就断网了。

为了解决此类问题，交换机在互连时一般都会使用冗余链路来实现备份。冗余链路虽然增强了网络的可靠性，但是也会产生环路，而环路会带来一系列的问题，继而导致通信质量下降和通信业务中断等问题。

2、人为错误导致的二层环路

在现实中，一些二层环路可能是由于人为的疏忽导致的，例如错误地连接设备之间的互联线缆等。

9.1.2 二层环路带来的问题

问题一：广播风暴

根据交换机的转发原则，如果交换机从一个端口上接收到的是一个广播帧，或者是一个目的MAC地址未知的单播帧，则会将这个帧向除源端口之外的所有其他端口转发。如果交换网络中有环路，则这个帧会被无限转发，此时便会形成广播风暴，网络中也会充斥着重复的数据帧。

本例中，SW3收到了一个广播帧将其进行泛洪，SW1和SW2也会将此帧转发到除了接收此帧的其他所有端口，结果此帧又会被再次转发给SW3，这种循环会一直持续，于是便产生了广播风暴。交换机性能会因此急速下降，并会导致业务中断。

问题二：MAC地址表漂移

交换机是根据所接收到的数据帧的源地址和接收端口生成MAC地址表项的。

本例中，SW3收到一个广播帧泛洪，SW1从GE0/0/1接口接收到广播帧后学习且泛洪，形成MAC地址5489-98EE-788A与GE0/0/1的映射；SW2收到广播帧后学习且泛洪，SW1再次从GE0/0/2收到源MAC地址为5489-98EE-788A的广播帧并进行学习，5489-98EE-788A会不断地在GE0/0/1与GE0/0/2接口之间来回切换，这被称为MAC地址漂移现象。

9.1.3 二层及三层环路

常见环路主要分为二层环路和三层环路。

1. 二层环路主要因为网络中部署了二层冗余环境，或人为的误接线缆导致，可以通过借助特定的协议或机制实现二层防环；
2. 三层环路主要因为路由环路，可以通过动态路由协议防环和IP报文头部中的TTL字段用于防止报文被无止尽地转发。

9.2 STP的基本概念与工作原理

9.2.1 初识生成树协议

在以太网中，二层网络的环路会带来广播风暴，MAC地址表震荡，重复数据帧等问题，为解决交换网络中的环路问题，提出了STP。

1. STP是一个用于局域网中消除环路的协议。
2. STP通过构造一棵树来消除交换网络中的环路。运行该协议的设备通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并对某些接口进行阻塞以消除环路。
3. STP在网络中运行后会持续监控网络的状态，当网络出现拓扑变更时，STP能够感知并且进行自动响应，从而使得网络状态适应新的拓扑结构，保证网络可靠性。
4. 由于局域网规模的不断增长，生成树协议已经成为了当前最重要的局域网协议之一。

9.2.2 STP的基本概念

桥ID

在STP中，每一台交换机都有一个标示符，叫做Bridge ID或者桥ID，桥ID由16位的桥优先级（Bridge Priority）和48位的MAC地址构成。

在STP网络中，桥优先级是可以配置的，取值范围是0～65535，默认值为32768,可以修改但是修改值必须为1024的倍数。优先级最高的设备（数值越小越优先）会被选举为根桥。如果优先级相同，则会比较MAC地址，MAC地址越小则越优先。

如图，需要在该网络中选举根桥，首先比较三台交换机的桥优先级，桥优先级都为4096，再比较三台交换机的MAC地址，谁小谁优先，最终选择SW1为根桥。

根桥

STP的主要作用之一是在整个交换网络中计算出一棵无环的“树”（STP树）。

1、什么是根桥？

根桥是一个STP交换网络中的“树根”。对于一个STP网络，根桥在全网中只有一个，它是整个网络的逻辑中心，但不一定是物理中心。根桥会根据网络拓扑的变化而动态变化。

2、如何选择根桥？

STP开始工作后，会在交换网络中选举一个根桥，根桥是生成树进行拓扑计算的重要“参考点”，是STP计算得出的无环拓扑的“树根”。

1. 在STP网络中，桥ID最小的设备会被选举为根桥。
2. 在BID的比较过程中，首先比较桥优先级，优先级的值越小，则越优先，拥有最小优先级值的交换机会成为根桥；如果优先级相等，那么再比较MAC地址，拥有最小MAC地址的交换机会成为根桥。

3、网络收敛后，根桥会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU，其他设备仅对该报文进行处理，传达拓扑变化记录，从而保证拓扑的稳定。

Cost

1、什么是cost?

交换机的每个端口都有一个端口开销（Port Cost）参数，此参数表示该端口在STP中的开销值。接口的Cost主要用于计算根路径开销，也就是到达根的开销。

2、cost和什么有关？

默认情况下端口的开销和端口的带宽有关，带宽越高，开销越小。

接口的缺省Cost除了与其速率、工作模式有关，还与交换机使用的STP Cost计算方法有关。

用户也可以根据需要通过命令调整接口的Cost。

3、如何计算cost？

华为交换机支持多种STP的路径开销计算标准，提供多厂商场景下最大程度的兼容性。缺省情况下，华为交换机使用IEEE 802.1t标准来计算路径开销。

接口Cost是已经激活了STP的接口所维护的一个开销值，该值存在默认值，与接口的速率有关联，并且设备使用不同的算法时，相同的接口速率对应不同的Cost值。

RPC

1、什么是RPC？

在STP的拓扑计算过程中，一个非常重要的环节就是“丈量”交换机某个接口到根桥的“成本”，也即RPC。

从一个非根桥到达根桥的路径可能有多条，每一条路径都有一个总的开销值，此开销值是该路径上所有接收BPDU端口的端口开销总和（即BPDU的入方向端口），称为路径开销。

非根桥通过对比多条路径的路径开销，选出到达根桥的最短路径，这条最短路径的路径开销被称为RPC，并生成无环树状网络。根桥的根路径开销是0。

2、RPC如何计算？

一台设备从某个接口到达根桥的RPC等于从根桥到该设备沿途所有入方向接口的Cost累加。

在本例中，SW3从GE0/0/1接口到达根桥的RPC等于接口1的Cost加上接口2的Cost。

Port ID

运行STP的交换机使用接口ID来标识每个接口，接口ID主要用于在特定场景下选举指定接口。

1. 接口ID由两部分构成的，高4 bit是接口优先级，低12 bit是接口编号。
2. 端口优先级取值范围是0到240，步长为16，即取值必须为16的整数倍。缺省情况下，端口优先级是128。端口ID可以用来确定端口角色。用户可以根据实际需要，通过命令修改该优先级。

BPDU

BPDU是STP能够正常工作的根本。BPDU是STP的协议报文。

为了计算生成树，交换机之间需要交换相关的信息和参数，这些信息和参数被封装在BPDU中。

STP交换机之间会交互BPDU报文，这些BPDU报文携带着一些重要信息，正是基于这些信息，STP才能够顺利工作。

BPDU分类

1、配置BPDU（Configuration BPDU）

配置BPDU是STP进行拓扑计算的关键；

配置BPDU包含了桥ID、路径开销和端口ID等参数。STP协议通过在交换机之间传递配置BPDU来选举根交换机，以及确定每个交换机端口的角色和状态。在初始化过程中，每个桥都主动发送配置BPDU。在网络拓扑稳定以后，只有根桥主动发送配置BPDU，其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后，才会发送自己的配置BPDU。

2、TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）

TCN BPDU只在网络拓扑发生变更时才会被触发。

TCN BPDU是指下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。

配置BPDU的报文格式

配置BPDU的比较原则

对于STP而言，最重要的工作就是在交换网络中计算出一个无环拓扑。在拓扑计算的过程中，一个非常重要的内容就是配置BPDU的比较。在配置BPDU中，有四个字段非常关键，它们是“根桥ID”、“根路径开销”、“网桥ID”以及“接口ID”，这四个字段便是交换机进行配置BPDU比较的关键内容。
STP按照如下顺序选择最优的配置BPDU：

1. 最小的根桥ID
2. 最小的RPC
3. 最小的网桥ID
4. 最小的接口ID

在这四条原则中（每条原则都对应配置BPDU中的相应字段），第一条原则主要用于在网络中选举根桥，后面的原则主要用于选举根接口及指定接口。

配置BPDU的转发过程

交换机在刚启动时都认为自己是根桥，互相发送配置BPDU进行STP运算。

9.2.3 STP的计算过程

9.2.3.1 选举根桥

什么是根桥？

1. 根桥是STP树的根节点。
2. 要生成一棵STP树，首先要确定出一个根桥。
3. 根桥是整个交换网络的逻辑中心，但不一定是它的物理中心。
4. 当网络的拓扑发生变化时，根桥也可能发生变化。（抢占）

选举过程：

1. STP交换机初始启动之后，都会认为自己是根桥，并在发送给其他交换机的BPDU中宣告自己为根桥。因此，此时BPDU中的根桥ID为各自设备的网桥ID。
2. 当交换机收到网络中其他设备发送来的BPDU后，会比较BPDU中的根桥ID和自己的BID。
3. 交换机不断交互BPDU，同时对BID进行比较，最终选举一台BID最小的交换机作为根桥，其他的则为非根桥。

如图：根桥的选举先比较优先级，交换机SW1、2、3的优先级相等，则比较MAC地址，也优选最小的，所以SW1的BID最小，因此SW1为根桥，SW2和SW3为非根桥。

注意：

根桥的角色可抢占。当有更优的BID的交换机加入网络时，网络会重新进行STP计算，选出新的根桥。

9.2.3.2 每个非根交换机选举一个根端口

什么是根端口？

1. 一个非根桥设备上会有多个端口与网络相连，为了保证从某台非根桥设备到根桥设备的工作路径是最优且唯一的，就必须从该非根桥设备的端口中确定出一个被称为“根端口”的端口，由根端口来作为该非根桥设备与根桥设备之间进行报文交互的端口。
2. 在选举出根桥后，根桥仍然持续发送BPDU，而非根桥将持续不断的收到根桥发送的BPDU。因此，在所有非根桥上选举一个距离根桥“最近”的端口（根端口），在网络收敛后，根端口将不断的收到来自根桥的BPDU。
3. 即：根端口保证了交换机与根桥之间工作路径的唯一性和最优性。

注意：一个非根桥设备上，最多只能有一个根端口。

选举过程：

1. 交换机有多个端口接入网络，各个端口都会收到BPDU报文，报文中会携带“RootID、RPC、BID、PID”等关键字段，端口会针对这些字段进行PK。
2. 首先比较根路径开销（RPC），STP协议把根路径开销作为确定根端口的重要依据。RPC值越小，越优选，因此交换机会选RPC最小的端口作为根端口。
3. 当RPC相同时，比较上行交换机的BID，即比较交换机各个端口收到的BPDU中的BID，值越小，越优选，因此交换机会选上行设备BID最小的端口作为根端口。
4. 当上行交换机BID相同时，比较上行交换机的PID，即比较交换机各个端口收到的BPDU中的PID，值越小，越优先，因此交换机会选上行设备PID最小的端口作为根端口。
5. 当上行交换机的PID相同时，则比较本地交换机的PID，即比较本端交换机各个端口各自的PID，值越小，越优先，因此交换机会选端口PID最小的端口作为根端口。

9.2.3.3 每个网段选举一个指定端口

什么是指定端口？

网络中的每个链路与根桥之间的工作路径必须是唯一的且最优的。当一个链路有两条及以上的路径通往根桥时（该链路连接了不同的交换机，或者该链路连接了同一台交换机的不同端口），与该链路相连的交换机（可能不止一台）就必须确定出一个唯一的指定端口。

因此，每个链路（Link）选举一个指定端口，用于向这个链路发送BPDU。

注意：一般情况下，根桥上不存在任何根端口，只存在指定端口。

选举过程：

1. 指定端口也是通过比较RPC来确定的，选择RPC最小的作为指定端口，如果RPC相同，则比较BID和PID。
2. 首先比较根路径开销（RPC），值越小，越优选，因此交换机会选RPC最小的端口作为指定端口。
3. 若RPC相等，则比较链路两端交换机的BID，值越小，越优选，因此交换机会选BID最小的交换机的端口作为指定端口。
4. 若BID相等，则比较链路两端端口的PID，值越小，越优选，因此交换机会选PID最小的交换机的端口作为指定端口。

9.2.3.4 阻塞非根、非指定端口

什么是非指定端口（预备端口）？

在确定了根端口和指定端口之后，交换机上所有剩余的非根端口和非指定端口统称为预备端口。

阻塞非指定端口

1. STP会对这些非指定端口进行逻辑阻塞，即这些端口不能转发由终端计算机产生并发送的帧（用户数据帧）。
2. 一旦非指定端口被逻辑阻塞后，STP树（无环路工作拓扑）就生成了。

注意：

1. 非指定端口可以接收并处理BPDU。
2. 根端口和指定端口既可以接收和发送BPDU，也可以转发用户数据帧。

9.2.4 STP的接口状态

9.2.5 STP的接口状态迁移

1、接口初始化或激活，自动进入阻塞状态；

2、接口被选举为根接口或指定接口，自动进入侦听状态

3、转发延迟计时器超时且接口依然为根接口或指定接口

4、接口不再是根接口或指定接口或指定状态

5、接口被禁用或者链路失效

图中所示为STP的端口状态迁移机制，运行STP协议的设备上端口状态有5种：

1. Forwarding：转发状态。端口既可转发用户流量也可转发BPDU报文，只有根端口或指定端口才能进入Forwarding状态。
2. Learning：学习状态。端口可根据收到的用户流量构建MAC地址表，但不转发用户流量。增加Learning状态是为了防止临时环路。
3. Listening：侦听状态。端口可以转发BPDU报文，但不能转发用户流量。
4. Blocking：阻塞状态。端口仅仅能接收并处理BPDU，不能转发BPDU，也不能转发用户流量。此状态是预备端口的最终状态。
5. Disabled：禁用状态。端口既不处理和转发BPDU报文，也不转发用户流量。

9.2.6 拓扑变化

9.2.6.1 根桥故障

根桥故障：

1. 在稳定的STP网络，非根桥会定期收到来自根桥的BPDU报文。
2. 如果根桥发生了故障，停止发送BPDU，下游交换机就无法收到来自根桥的BPDU报文。
3. 如果下游交换机一直收不到BPDU报文，Max Age计时器（缺省: 20s）就会超时，从而导致已经收到的BPDU报文失效，此时，非根桥会互相发送配置BPDU，重新选举新的根桥。

端口状态：

SW3的预备端口，经过两个Forward Delay（15 s）时间，会从Blocking状态进入到Listening状态，再进入Learning状态，最终进入到Forwarding状态，进行用户流量的转发。

收敛时间：

根桥故障会导致50s左右的恢复时间，等于Max Age加上2倍的Forward Delay收敛时间。

9.2.6.2 直连链路故障

直连链路故障：

1. 当两台交换机间用两条链路互连时，其中一条是主用链路，另一条为备用链路。
2. 当网络稳定时，交换机SWB检测到根端口的链路发生故障，则其备用端口会进入用户流量转发状态。

端口状态：

备用端口会从Blocking状态，迁移到Listening-Learning-Forwarding状态。

收敛时间：

直连链路故障，备用端口会经过30s后恢复转发状态。

9.2.6.3 非直连链路故障

非直连故障

1. 在稳定的STP网络，非根桥会定期收到来自根桥的BPDU报文。
2. 若SW1与SW2之间的链路发生了某种故障（非物理故障），因此SW2一直收不到来自根桥SW1的BPDU报文，Max Age计时器（缺省: 20 s）就会超时，从而导致已经收到的BPDU报文失效。
3. 此时，非根桥SW2会认为根桥失效，并且认为自己是根桥，从而发送自己的配置BPDU给SW3，通知SW3自己是新的根桥。
4. 在此期间，SW3的预备端口一直收不到包含根桥ID的BPDU，Max Age计时器超时后，端口进入到Listening状态，开始向SW2“转发”从上游发来的包含根桥ID的BPDU。
5. 因此，Max Age定时器超时后，SW2和SW3几乎同时收到对方发来的BPDU，再进行STP重新计算，SW2发现SW3发来的BPDU更优，就放弃宣称自己是根桥并重新确定端口角色。

端口状态：

SW3预备端口30s后会从Blocking状态进入到Listening状态，再进入Learning状态，最终进入到Forwarding状态，进行用户流量的转发。

收敛时间：

非直连故障会导致50s左右的恢复时间，等于Max Age加上2倍的Forward Delay收敛时间。

9.2.6.4 拓扑改变导致MAC地址表错误

在交换网络中，交换机依赖MAC地址表转发数据帧。缺省情况下，MAC地址表项的老化时间是300秒。如果生成树拓扑发生变化，交换机转发数据的路径也会随着发生改变，此时MAC地址表中未及时老化掉的表项会导致数据转发错误，因此在拓扑发生变化后需要及时更新MAC地址表项。

本例中，SW2中的MAC地址表项定义了通过端口GigabitEthernet 0/0/3可以到达主机A，通过端口GigabitEthernet 0/0/3可以到达主机B。由于SW3的根端口产生故障，导致生成树拓扑重新收敛，在生成树拓扑完成收敛之后，从主机A到主机B的帧仍然不能到达目的地。这是因为MAC地址表项老化时间是300秒，主机A发往主机B的帧到达SW2后，SW3会继续通过端口GigabitEthernet 0/0/3转发该数据帧。

拓扑变化过程中，根桥通过TCN BPDU报文获知生成树拓扑里发生了故障。根桥生成TC用来通知其他交换机加速老化现有的MAC地址表项。

拓扑变更以及MAC地址表项更新的具体过程如下：

1. SW3感知到网络拓扑发生变化后，会不间断地向SWB发送TCN BPDU报文。
2. SW2收到SW3发来的TCN BPDU报文后，会把配置BPDU报文中的Flags的TCA位设置1，然后发送给SW3，告知SW3停止发送TCN BPDU报文。
3. SW2向根桥转发TCN BPDU报文。
4. SW1把配置BPDU报文中的Flags的TC位设置为1后发送，通知下游设备把MAC地址表项的老化时间由默认的300 s修改为Forward Delay的时间（默认为15 s）。
5. 最多等待15 s之后，SW2中的错误MAC地址表项会被自动清除。此后，SW2就能重新开始MAC表项的学习及转发操作。

9.2.7 STP的基础配置

在上述三台交换机上部署STP，以便消除网络中的二层环路。

通过配置，将SW1指定为根桥，并使SW3的GE0/0/22接口被STP阻塞。

[SW1] stp mode stp

[SW1] stp enable

[SW1] stp priority 0

[SW2] stp mode stp

[SW2] stp enable

[SW2] stp priority 4096

[SW3] stp mode stp

[SW3] stp enable

[SW3] stp priority 0

9.3 RSTP对STP的改进

9.3.1 STP的不足之处

STP协议虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛慢，影响了用户通信质量。如果网络中的拓扑结构频繁变化，网络也会随之频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断，这是用户无法忍受的。

STP没有细致区分接口状态和接口角色，不利于初学者学习及部署。

网络协议的优劣往往取决于协议是否对各种情况加以细致区分。

1. 从用户角度来讲，Listening、Learning和Blocking状态并没有区别，都同样不转发用户流量。
2. 从使用和配置角度来讲，接口之间最本质的区别并不在于接口状态，而是在于接口扮演的角色。
3. 根接口和指定接口可以都处于Listening状态，也可能都处于Forwarding状态。

STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢。

STP算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备进行处理，传遍整个STP网络。这也是导致拓扑收敛慢的主要原因之一。

9.3.2 RSTP概述

IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning-Tree Protocol），RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。

RSTP（快速生成树）是从STP演化而来的，基本思想一样；当交换网络拓扑结构发生变化时， RSTP可以通过Proposal/Agreement机制更快地恢复网络的连通性。

根据STP的不足，RSTP删除了3种端口状态，新增加了2种端口角色，并且把端口属性充分的按照状态和角色解耦；此外，RSTP还增加了相应的一些增强特性和保护措施，实现网络的稳定和快速收敛。

RSTP是可以与STP实现后向兼容的，但在实际中，并不推荐这样的做法，原因是RSTP会失去其快速收敛的优势，而STP慢速收敛的缺点会暴露出来。

RSTP对STP的其他改进:

1. 配置BPDU的处理发生变化：
2. 拓扑稳定后，配置BPDU报文的发送方式进行了优化；
3. 使用更短的BPDU超时计时；
4. 对处理次等BPDU的方式进行了优化；
5. 配置BPDU格式的改变，充分利用了STP协议报文中的Flag字段，明确了接口角色。
6. RSTP拓扑变化处理：相比于STP进行了优化，加速针对拓扑变更的反应速度。

9.3.3 端口角色不同

RSTP的接口角色共有4种：根接口、指定接口、预备接口和备份接口

从配置BPDU报文发送角度来看：

预备（Alternate）接口就是由于学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的接口。

备份（Backup）接口就是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的接口。

从用户流量角度来看：

Alternate接口提供了从指定桥到根的另一条可切换路径，作为根接口的备份接口。

Backup接口作为指定接口的备份，提供了另一条从根桥到相应网段的备份通路。

9.3.4 边缘端口

在STP中用户终端接入交换设备端口状态由Disabled状态转到Forwarding状态需要经过15s，那么用户在这段时间无法上网，如果网络频繁变化，用户上网状态非常不稳定，时断时续。

边缘端口一般与用户终端设备直接连接，不与任何交换设备连接。边缘端口正常情况下接收不到配置BPDU报文，不参与RSTP运算，可以由Disabled状态直接转到Forwarding状态，且不经历时延，就像在端口上将STP禁用了一样。但是，一旦边缘端口收到配置BPDU报文，就丧失了边缘端口属性，成为普通STP端口，并重新进行生成树计算，从而引起网络震荡。

9.3.5 端口状态不同

RSTP的状态规范把原来的5种状态缩减为3种。

如果不转发用户流量也不学习MAC地址，那么接口状态就是Discarding状态。

如果不转发用户流量但是学习MAC地址，那么接口状态就是Learning状态。

如果既转发用户流量又学习MAC地址，那么接口状态就是Forwarding状态。

9.4 生成树之外的其他消除交换网络二层环路的方法

9.4.1 堆叠

堆叠iStack（Intelligent Stack），是指将多台支持堆叠特性的交换机设备组合在一起，从逻辑上组合成一台整体交换设备。

堆叠系统建立之前，每台交换机都是单独的实体，有自己独立的IP地址和MAC地址，对外体现为多台交换机，用户需要独立的管理所有的交换机；堆叠建立后堆叠成员对外体现为一个统一的逻辑实体，用户使用一个IP地址对堆叠中的所有交换机进行管理和维护，如图所示。通过交换机堆叠，可以实现网络大数据量转发和网络高可靠性，同时简化网络管理。

9.4.2 Smart Link

Smart Link是一种为双上行组网量身定做的解决方案：

1. 在双向行的设备上部署，当网络正常时，两条上行链路中，一条处于活跃状态，而另一条则处于备份状态（不承载业务流量）。如此一来二层环路就此打破。
2. 当主用链路发生故障后，流量会在毫秒级的时间内迅速切换到备用链路上，保证了数据的正常转发。
3. Smart Link配置简单，便于用户操作。
4. 无需协议报文交互，收敛速度及可靠性大大提升。

如图所示Switch3采用双上行方式分别连接到FW1和FW2，这样Switch3到达上行的链路就可以有两条。在Switch3上配置Smart Link，正常情况下，可实现Port2所在链路作为Port1所在链路的备份。若Port1所在的链路发生故障，Smart Link会自动将数据流量切换到Port2所在链路，保证业务不中断。