标准STP选举

1.交换机如何传播BPDU

1.1 Root ID

在生成树拓扑稳定时，下游交换机收到BPDU后，不会修改其中的信息

1.2 Root Path Cost

该字段值类似于OSPF中的cost，是在接收消息时，累加其中的值

1.3 Bridge ID

交换机收到BPDU后，在对其进行转发时，将其中内容替换为本地的BID

1.4 Port ID

交换机从各端口转发上游的BPDU时，将其中内容替换为发送端口的PID

1.5 Message Age

交换机收到上游的BPDU时，将其中的值加1

1.6 Max Age、Hello Time、Forward Delay

这三个字段都是根桥的信息，下游设备不进行修改

注意：

如果接收BPDU的交换机不关心该VLAN的STP，则不会修改BPDU中的任何值，仅仅转发

2.交换机接收Configuration BPDU依次比较的4个参数

2.1 Root ID

（1）作用

用于选举根桥

（2）比较参数

①Priority

Priority = Root Bridge Priority + RootBridge System Extension ID

②Root Bridge System ID

即为根桥参与STP的所使用的MAC地址

2.2 Cost

（1）作用

①Root Port选举

②Designated Port选举

（2）比较参数

比较Configuration BPDU中Root Path Cost字段，但是RootPort与Designated Port选举时有所不同

选举Root Port时，比较的是本地端口到根桥的“距离”

选举Designated Port时，比较的是当前交换机与同一个segment内另一台交换机，谁离根桥最近

2.3 Bridge ID

（1）作用

与Cost相同

（2）比较参数

①Priority

②Bridge System ID

Root Port与DesignatedPort选举时有所不同

2.4 Port ID

（1）作用

与Cost相同

（2）比较参数

①Port Priority

②Port Number

注意：

①在STP选举中，所有参数都是越小越优

②交换机某个端口收到本地其它端口发送的BPDU时，并不会丢弃，而是同样会与当前端口相关参数进行比较

看上去就好像交换机在参与STP竞选时还会比较本地端口一样

3.交换机3个选举步骤

3.1 选举一个Root Bridge

比较Root ID，初始化时，交换机认为当前设备就是Root Bridge

3.2 选举Root Port

（1）概述

①根端口的选举发生在非根桥上

②每台非根桥本地，都将选举出一个距离根桥“最近”的端口，作为根端口

（2）选举Root Port时在意的信息

①当前交换机上，哪个端口离根桥最近

②当前交换机的上游，哪台交换机更优

③上游交换机哪个端口更优

④本地端口中哪个端口更优

（3）比较参数

①Root Path Cost

当前端口收到上游的BPDU后，将本地端口对应的cost累加后得到新的Root PathCost，反应了当前端口到根桥的开销

在选举根端口时，本地交换机比较各个端口到根桥的开销（新的Root Path Cost值）

②Bridge ID

当Root Path Cost值相同时，表明有多个端口距离根桥距离相同，此时比较这些端口的上游设备哪个是STP中更优的

此时将比较各个端口接收到的BPDU中的BID，BID优的，说明其上游设备更优

③Port ID

当BID相同时，表明对个端口对应了同一台上游设备，此时比较上游设备的哪个端口在STP看来是最优的

此时将比较各个端口接收到的BPDU中的PID

④Local PID

Root Port选举的前三个参数可以认为是首先比较本地哪个端口离根桥最近，如果多个端口拥有相同的距离，则比较其上游的优劣

而如果依然无法比较出结果，此时就将比较本地这几个端口的优劣了

3.3 选举Designated Port

（1）概述

①指定端口选举发生在每个Segment内

②Designated Port所对应的端口，是被认为是该Segment内的上游设备，也就是距离根桥最近的设备

来自根桥的Configuration BPDU由上游设备传播

③Designated Port所对应的下游端口，可能是Root Port，也可能是non-DesignatedPort

（2）选举Designated Port时在意的信息

①在一个Segment内，哪台设备离根桥最近

②在一个Segment内，哪台交换机最优

③在一个Segment内，哪个端口最优

（3）什么样的端口会成为指定端口

①无法成为根端口

②在当前segment内BPDU参数最优

（4）比较参数

此时不像选举根端口时那样，收到BPDU后进行累加，而是比较接收到的BPDU与本地向该Segment发送的BPDU中的参数

①Root Path Cost

收到的BPDU中的Root Path Cost优于本地发送的BPDU中的Root Path Cost，则表明该发送设备离根桥更近，是当前设备的上游

反之，同理

②Bridge ID

③Port ID

4.STP选举示例

4.1 示例1

（1）拓扑

说明：

优先级取值均为默认

链路交换机参与STP竞选使用的MAC地址、端口、开销均在途中表示

（2）选举描述

①三台交换机开机初始化

a.进入Blocking状态，都不发送BPDU

b.Max Age时间后，进入Listening状态

c.由于交换机始终都没有收到BPDU，此时三台交换机都认为自己是Root Bridge

②交换机间相互发送BPDU，选举根桥

a.交换机向所有激活端口发送BPDU

RID：与BID相同

Root Path Cost：由于认为本地是Root Bridge，其值为0

PID：与发送BPDU的交换机端口对应

Message Age：取值为0

b.SW1两个端口都收到来自SW2的BPDU

由于其中参数不如本地优，SW1忽视此BPDU

c.SW2的两个端口收到来自SW1的BPDU

其中的RID优于本地，SW2不再向接收到该BPDU的端口发送BPDU

SW2通过这些BPDUs选举出根端口

③选举根端口

a.SW2

由于SW2的两个端口收到的BPDU的RID、BID相同，Root Path Cost在累加后也相同，因此比较PID

SW1发送端口分别为fa0/1与fa0/2，fa0/1更优，因此在SW2上，fa0/2成为根端口

fa0/1由于无法成为根端口，通过从根桥接收到的BPDU与本地端口参数比较，显然根桥的BPDU参数更优（Cost），因此fa0/1被阻塞

注意：

fa0/1是在指定端口选举中被阻塞，而不是在根端口选举中被阻塞

fa0/3以及fa0/4收到下游的BPDU都没有本地参数优，因此继续发送BPDU

b.SW3

SW3的三个端口都能收到来自SW2的BPDU

RID：SW1

Cost：19

BID：SW2

由于前三个参数都相同，因此通过PID选举出根端口

SW3的fa0/3对应SW2的fa0/4，是PID最大的，因此该端口一定不能成为根端口

SW3的fa0/1、fa0/2对应SW2的fa0/3，对于来自SW2fa0/3的BPDU，PID相同

此外，SW3的fa0/1会收到自己本地fa0/2的BPDU，fa0/2也会收到fa0/1的BPDU，由于fa0/1的PID小于fa0/2，因此fa0/1成为根端口

④指定端口选举

a.SW1

SW1本地端口的BPDU中Cost值为0，是最优的，因此，SW1的端口都成为指定端口

b.SW2

SW2的fa0/2成为了根端口，fa0/1所在segment由于直连SW1，因此，fa0/1被阻塞

fa0/3所在segment，fa0/3是距离根桥最近的端口，因此，fa0/3为指定端口

fa0/4同理

c.SW3

fa0/1在之前选举中成为了根端口，fa0/2由于其参数并不及SW2的fa0/3优，因此被阻塞

SW3的fa0/3在无法成为根端口的情况下，BPDU参数没有SW2的fa0/4优，因此也被阻塞

（3）选举结果