BPDU報文（傳統STP）

 

BPDU字段包含的信息：

Protocol ID 　　協議ID

Version　　　　STP版本（三種）

STP（802.1D）傳統生成樹　　  值爲0

RSTP（802.1W）快速生成樹    值爲2

MSTP（802.1S）多生成樹　　　 值爲3

Message Type   消息類型（常見的兩種）

   配置BPDU：負責創建，維護STP拓撲     

   TCN BPDU：傳達拓撲變動　　　　　　  

Root ID　　　　根橋ID

Cost of Path　  路徑開銷

Bridge ID　　    橋ID

Port ID　　　　 端口ID

Message Age    當前消息年齡（STP每通過一臺交換機，該字段+1，同步不一樣位置的設備根橋超時）

Max Age           最大消息年齡（超過則表明根橋故障）

Hello Time　　  問候時間（根橋經過不斷髮送STP維持本身的地位，Hello time 是發送的間隔時間）

Forward Delay   端口從listening -> learning  或 learning -> forwarding 的轉態須要時間

 

STP 選舉流程：

1.選舉根橋

2.非根交換機選舉根端口

3.每一個線路選舉指定端口

4.阻塞非根，非指定端口

 

選舉根橋，根端口，指定端口，阻塞端口都如下面的規則來選，都是越小越好

這些信息在BPDU中都有。

 

比較規則：

1.bridge ID： 　　優先級（默認32768） + MAC地址

2.Cost路徑開銷：   根據接口帶寬比例計算

3.port ID：　　　　優先級 （默認128）+ 端口號

 

 

根橋選舉：

1.選根橋：每一個交換機假設本身爲根，互相發送BPUD報文，而後經過比較規則競選根橋

2.選根端口：每一個交換機根據接收由根橋發送的BPDU中的開銷來選舉根端口（最優路徑），交換機接收累加開銷，轉發不累加

3.選指定端口：每條鏈路根據比較規則來選出指定端口，每條鏈路必須有指定端口。

4.選阻塞端口：除了根端口，指定端口，剩下的爲阻塞端口

 

 

下面是華爲設備STP  的配置BPDU

從這裏能夠分析出，該端口的端口號是2，據開銷20000可知千兆口，因此爲G0/0/2

很明顯該端口所屬的交換機不是根橋，而且是根橋的鄰居。BPDU類型是配置BPDU。

 

下面看下當某條鏈路斷開時，發生了拓撲變化的BPDU報文

 

好比有一臺交換機，一個端口爲根端口，另外一個爲阻塞端口。若是根端口被關閉了

那麼阻塞端口會發送一個拓撲變動BPDU的報文給相鄰的交換機，這個BPDU類型爲：TCN

 

而相鄰的交換機會向這個阻塞端口發送一個確認拓撲變動的BPDU，這樣阻塞端口就知道本身的消息被收到並將會傳達。

這個BPDU類型爲 TCA，同時相鄰的交換機就會把繼續把 TCN 向根端口方向轉發，以後也會收到上層交換機發來的TCA確認接收報文

若是根橋收到了這個由阻塞端口傳來的TCN，便會下發拓撲變動BPDU其類型爲TC，每臺收到此TC報文的交換機都會將本身的MAC緩存表刷新或減低過時時間。

而後再向下傳達這個TC報文。

 

 

看下下面的拓撲圖

 

在交換機 LSW5中 GE0/0/1本來爲阻塞狀態，GE0/0/0爲根端口

可是有一天GE0/0/2端口down掉了

若是沒有上述的拓撲變動BPDU的話，那麼會發生以下狀況

 

client6 發送 數據 給 client4

緩存表裏client6的mac地址對應的倒是GE0/0/2的接口（已經down掉了）

這樣致使client6沒法與外界通訊，除非要等mac緩存表的過時時間300s也就是5min

這個時間實在太長了，解決的辦法就是發送拓撲變動給根橋，根橋贊成變動後向下發送

TC BPDU，全部收到此報文的交換機都把MAC緩存表刷新或減小過時時間來避免收斂速度慢

 

與根橋的直連鏈路發生故障

LSW8交換機上的G0/0/1爲根端口，G0/0/2爲指定端口，

G0/0/1發生故障後，G0/0/2會的端口角色會編程根端口

當是狀態要從 listening->learning->forwarding須要30秒的時間

 

 

與根橋的非直連鏈路發生故障

在LSW8中GE 0/0/1爲根端口，由於HUB集線器與根設備的線down掉了

因此LSW8 會在Max Age 的時間內不能收到根橋發送的BPDU，因而他會以

自身爲根橋向周圍發送 BPDU，當LSW9收到兩邊的BPDU則會對比，發現LSW7

才適合作根橋，因而又會通知LSW8，這樣GE0/0/3就會轉變成根端口。

所用的時間爲50s（MAX Age +Forward Delay）