BPDU报文(传统STP)
BPDU字段包含的信息:
Protocol ID 协议ID
Version STP版本(三种)
STP(802.1D)传统生成树 值为0 RSTP(802.1W)快速生成树 值为2 MSTP(802.1S)多生成树 值为3
Message Type 消息类型(常见的两种)
配置BPDU:负责建立,维护STP拓扑
TCN BPDU:传达拓扑变更
Root ID 根桥ID
Cost of Path 路径开销
Bridge ID 桥ID
Port ID 端口ID
Message Age 当前消息年龄(STP每经过一台交换机,该字段+1,同步不同位置的设备根桥超时)
Max Age 最大消息年龄(超过则代表根桥故障)
Hello Time 问候时间(根桥通过不断发送STP维持自己的地位,Hello time 是发送的间隔时间)
Forward Delay 端口从listening -> learning 或 learning -> forwarding 的转态需要时间
STP 选举流程:
1.选举根桥 2.非根交换机选举根端口 3.每个线路选举指定端口 4.阻塞非根,非指定端口
选举根桥,根端口,指定端口,阻塞端口都以下面的规则来选,都是越小越好
这些信息在BPDU中都有。
比较规则:
1.bridge ID: 优先级(默认32768) + MAC地址 2.Cost路径开销: 根据接口带宽比例计算 3.port ID: 优先级 (默认128)+ 端口号
根桥选举:
1.选根桥:每个交换机假设自己为根,互相发送BPUD报文,然后通过比较规则竞选根桥
2.选根端口:每个交换机根据接收由根桥发送的BPDU中的开销来选举根端口(最优路径),交换机接收累加开销,转发不累加
3.选指定端口:每条链路根据比较规则来选出指定端口,每条链路必须有指定端口。
4.选阻塞端口:除了根端口,指定端口,剩下的为阻塞端口
下面是华为设备STP 的配置BPDU
从这里可以分析出,该端口的端口号是2,据开销20000可知千兆口,所以为G0/0/2
很明显该端口所属的交换机不是根桥,并且是根桥的邻居。BPDU类型是配置BPDU。
下面看下当某条链路断开时,发生了拓扑变化的BPDU报文
比如有一台交换机,一个端口为根端口,另一个为阻塞端口。如果根端口被关闭了
那么阻塞端口会发送一个拓扑变更BPDU的报文给相邻的交换机,这个BPDU类型为:TCN
而相邻的交换机会向这个阻塞端口发送一个确认拓扑变更的BPDU,这样阻塞端口就知道自己的消息被收到并将会传达。
这个BPDU类型为 TCA,同时相邻的交换机就会把继续把 TCN 向根端口方向转发,之后也会收到上层交换机发来的TCA确认接收报文
如果根桥收到了这个由阻塞端口传来的TCN,便会下发拓扑变更BPDU其类型为TC,每台收到此TC报文的交换机都会将自己的MAC缓存表刷新或减低过期时间。
然后再向下传达这个TC报文。
看下下面的拓扑图
在交换机 LSW5中 GE0/0/1原本为阻塞状态,GE0/0/0为根端口
但是有一天GE0/0/2端口down掉了
如果没有上述的拓扑变更BPDU的话,那么会发生如下情况
client6 发送 数据 给 client4
缓存表里client6的mac地址对应的却是GE0/0/2的接口(已经down掉了)
这样导致client6无法与外界通信,除非要等mac缓存表的过期时间300s也就是5min
这个时间实在太长了,解决的办法就是发送拓扑变更给根桥,根桥同意变更后向下发送
TC BPDU,所有收到此报文的交换机都把MAC缓存表刷新或减少过期时间来避免收敛速度慢
与根桥的直连链路发生故障
LSW8交换机上的G0/0/1为根端口,G0/0/2为指定端口,
G0/0/1发生故障后,G0/0/2会的端口角色会编程根端口
当是状态要从 listening->learning->forwarding需要30秒的时间
与根桥的非直连链路发生故障
在LSW8中GE 0/0/1为根端口,因为HUB集线器与根设备的线down掉了
所以LSW8 会在Max Age 的时间内不能收到根桥发送的BPDU,于是他会以
自身为根桥向周围发送 BPDU,当LSW9收到两边的BPDU则会对比,发现LSW7
才适合做根桥,于是又会通知LSW8,这样GE0/0/3就会转变成根端口。
所用的时间为50s(MAX Age +Forward Delay)