STP工作流程

STP帧格式：

STP包内容：

1、  BPDU 采用的是多播，目标 MAC 地址： 01-80-C2-00-00-00 （ Bridge_group_addr ：网桥组多播地址）

2、  协议标识符和协议版本都是固定的 0

工作流程：

1、  建立生成树

根桥选择：选举的原则是根据 BPDU 当中的 BID 来进行判断 , 优先级最小的成为根网桥；当 BID 中 的网桥的优先级相同时就根据 MAC 地址小的选为根桥。

选定根端口：根据下列配置消息的优先级进行比较，落选端口进入阻塞状态，只侦听 BPDU 。

配置消息的优先级比较原则

标识	优先级
RootID（根ID）	越小优先级越高	BPDU携带信息
RootPathCost（根开销）	越小优先级越高
TransmitID（根桥ID）	越小优先级越高
PortID（端口ID）	越小优先级越高	交换机本身比较

指定端口和阻塞（ Blocking ）端口的定义：

端口类型	条件
指定端口	收到的配置消息里的RootID>其他端口收到的RootID
	如果收到的配置消息里的RootID相同，比较开销：开销>RootPathCost+1
	如果RootID相同，开销=RootPathCost+1，BID< 配置消息里的BID
阻塞（Blocking）端口	收到的配置消息里的RootID=根ID
	如果RootID相同，开销=RootPathCost+1，BID> 配置消息里的BID

 

2、  生成树的维护

参数	说明
Message Age（消息年龄）	报文老化时间，按时间递增，每当收到一个生存期更小的配置消息，则更新自己的配置消息
Max Age（信息寿命）	BPDU的生存期（控制交换机保存BPDU信息的最长时间，根据BPDU更新） 当一段时间未收到任何配置消息，生存期达到Max Age时，网桥则认为该端口连接的链路发生故障，进行故障处理
Hello time	根交换机发送BPDU的时间间隔，根交换机发送BPDU包，非根交换机转发

 

3、  生成树的重新建立

拓扑改变消息的传播

BPDU 分为两种： Configuration BPDU ( 配置的 BPDU) 和 TCN BPDU（拓扑变化的 BPDU ）

< 1 > TCN BPDU --- 拓扑变化的 BPDU

非根桥始发。当一台非根桥交换机，检测到网络拓扑发生变化的时候，就会产生一个 TCN BPDU ，这个 BPDU 是告诉根桥的，也就是说只有根端口才会向跟桥方向发送这类的 BPDU ，上行 。

    当交换机从它的指定端口接收到 TCN 类 BPDU 时 , 它必须为其做转发 , 从它自已的根端口上发送出去 , 这样一级一级地传到根交换机后 ,TCN 的任务才算完成。

    在以上的过程中 , 无论是哪台交换机从它的指定端口上收到了 TCN 类型的 BPDU 包 , 它都必须给一个回复 , 必须从指定端口上发出 BPDU Type=0x01 的 configuration BPDU 包

 

< 2 > Configuration BPDU --- 配置 BPDU

根桥始发。当根桥收到 TCN BPDU 后，会产生一个配置 BPDU ，告诉所有它知道的非根桥交换机，拓扑发生了变化。会发现这种的 BPDU 是通过指定端口始发和转发的，下行。

    当所有交换机都知道拓扑发生改变后，开始重新进行生成树计算，端口进入 Listening 状态

 

端口的五种状态：

端口状态	端口能力
Disabled	不收发任何报文
Blocking	不接收或转发数据，接收但不发送BPUDs，不进行地址学习
Listening	不接收或转发数据，接收并发送BPDUs，不进行地址学习
Learning	不接收或转发数据，接收并发送BPDUs，开始地址学习
Forwarding	接收并转发数据，接收并发送BPDUs，进行地址学习

Forward Delay （转发延迟）：交换机端口处于侦听、学习状态的时间；决定了 listening 与 learning 状态之间的切换时间