⽹络初级篇之STP（BPDU详解与STP故障恢复）
⼀、BPDU包含的参数
  通过STP的原理，我们学习了红⾊部分的字段（根桥ID、根路径开销、桥ID、端⼝ID）。现在讲解⼀下黄⾊部分的字段（类型、计时器、⽼化时间、访问时间）
1、（BPDU Type）BPDU类型
  BPDU报⽂共有两种类型：配置BPDU与TCN BPDU。⼀般情况下，配置BPDU是根桥发送给各个桥的报⽂；⽽TCN BPDU是当⽹络拓扑中的桥发现⽹络拓扑发⽣变化时，向根桥发送的报⽂。
2、计时器
  BPDU报⽂在⽹络中的⽣存周期（配置BPDU报⽂每经过⼀台桥设备，报⽂⽼化时间+1）
百度数据恢复3、最⼤⽼化时间
  BPDU报⽂在⽹络中最⼤的⽼化时间（当报⽂⽼化时间⼤于最⼤⽼化时间时，BPDU报⽂将被丢弃。桥设备将根桥看做不可⽤前保留根ID的最⼤时间。最⼤⽼化时间可修改，默认为20秒）
4、访问时间
  根桥经过特定的时间向其他桥设备发送BPDU报⽂，为STP⽣成树包活，这⼀特定的时间就是访问时间（每间隔2秒⼀次）
5、转发延时
  端⼝状态改变时所需要的时间（30秒）
⼆、常碰到的问题
1、根桥故障时
  当根桥发⽣故障时，不会再向其他桥设备发出配置BPDU报⽂。当⾮根桥没有收到根桥发出的配置BPDU报⽂后，会等待⼀个最⼤⽼化时间（默认时间20秒）。当到达最⼤⽼化时间后，⾮根桥会认为根桥⽹络不可达（根桥故障），使原本阻塞的端⼝会由阻塞状态（阻塞状态只接收对端发送的配置BPDU报⽂，不能发送BPDU；不能参与数据的转发）变为监听状态（监听状态是选举根与各个端⼝类型的状态，此时依旧不能参与数据的转发），此变化过程需要15秒的时间。之后，端⼝状态由监听状态变为学习状态（此过程需要15s的时间）。处于学习状态的端⼝可以学习接收到的数据中的MAC地址，此时依旧不能转发数据。再次经过15秒后，端⼝状态由学习状态变化为转发状态，此时，端⼝恢
复数据的转发。
  从上⾯可以看出：在STP中，当根桥出现故障时，会⾃动重新选举新的根桥与各个端⼝（根端⼝、指定端⼝、阻塞端⼝）。经过（20秒+15秒*2=50秒）的时间才会恢复数据的转发。
2、直连链路发送故障
  当上图的链路发⽣故障时，由于另外⼀条链路仍然可以收到根桥发出的配置BPDU报⽂，所有LSW2会⽴刻知道链路发⽣问题。原本的阻塞端⼝会变成监听状态，在变为学习状态，最后变为转发状态，整个过程会⽤2*15秒=30秒的时间。
  从上⾯可以看出：在STP中，当直连链路发⽣故障时，需要经过30秒的时间才会恢复⽹络数据的转发。
3、⾮直连链路发⽣故障
  当上图链路发⽣故障时，LSW2会感知到链路发⽣故障，会以⾃⼰为根桥给LSW3发送配置BPDU报⽂。当LSW3收到LSW2的配置BPDU报⽂后，与收到根桥（LSW1）的配置BPDU报⽂进⾏对⽐，对⽐发现LSW2发送的配置BPDU报⽂不是最优的，便不理会。当LSW3经过⼀个最⼤⽼化时间（默认20秒）后，LSW3上的阻塞端⼝由于收不到来⾃根桥的配置BPDU，便由阻塞状态转换为转发状态，将根
桥的配置BPDU报⽂发送给LSW2。当LSW2收到根桥的配置BPDU报⽂后，与⾃⼰的配置BPDU报⽂进⾏对⽐。发现不是最优配置BPDU报⽂，然后进⾏端⼝收敛。整个过程会持续（20秒+2*15秒=50秒）的时间。
  从上⾯可以看出：在STP中，当⾮直连链路发⽣故障时，需要经过50秒的时间才会恢复数据的转发。
三、TCN TC TCA 与MAC地址表
  MAC地址表的默认⽼化时间为300秒，当⽹络拓扑发⽣变化，桥设备的端⼝可能发⽣变化，相应的MAC地址表可能会发⽣错误（MAC 地址表中记录MAC地址与端⼝对应错误）。
  当⽹络拓扑发⽣变化时，出现变化或者发现链路发⽣故障的桥设备会向外发送TCN BPDU报⽂，⽽接受到TCN BPDU的设备会向TCN BPDU报⽂的发送端发送TCA BPDU报⽂进⾏应答，并且会向外继续发送TCN BPDU报⽂。当根桥接收到TCN BPDU报⽂后，会向外发送TC BPDU报⽂，以告知所有的桥设备⽹络拓扑发⽣改变。接收到TC BPDU报⽂的桥设备，MAC地址表的⽼化时间由300秒（默认）⾃动修改为15秒（华为设备为5秒，没试验，不确定）。
四、BPDU扩展

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