STP工作原理

STP工作原理：

1、选举根桥
所有交换机在初始状态下都会认为自己是根桥，发送以自己为根的BPDU（报文中的root id字段为自己的BID）
所有的交换机都会使用BPDU中的root id来进行PK，比较桥ID，谁的BID更优秀谁将成为根桥。
BID的比较原则：首先比较桥优先级，数值默认为32768，越小越优。
如果优先级比较不出来，则继续比较桥MAC地址，越小越优先。
2、在每一台非根交换机上选举一个根端口
选举原则：非根交换机接收到最优BPDU的接口为根端口
最优BPDU的标准：
2.1 root id小的
2.2 RPC小的（报文中携带的RPC+该接口的RPC）
2.3 sender bid小的
2.4 sender pid小的
2.5 本地pid小的
3、在每一条链路上选择一个指定端口
当非根交换机选举出根端口以后，将会默认其他端口为指定端口。那么就会将根端口接收到的BPDU进行一个加工，
将自己的一些参数加工后，生成新的BPDU由这些指定端口向外发送。
这个指定端口在向外发送加工后的BPDU时，同时也会受到对向发来的BPDU。这时就要进行PK：
3.1 收到对端发来的BPDU后，如果认为自己的BPDU更优秀，那么DP端口不会改变，继续保持为DP角色
3.2 收到对端发来的BPDU后，如果认为对方的BPDU更优秀，那么DP端口将会被阻塞。
判断BPDU是否优秀，比较原则参考第2项中的最优BPDU标准：
a.root id小的
b.RPC小的
c.sender bid小的
d.sender pid小的
注意：根桥的所有接口全部默认为指定端口！
STP小总结：
1、STP的端口角色：
RP：根端口
DP：指定端口
AP：预备端口（不属于STP的端口角色）
所有：STP的端口角色只有两种
2、STP的端口状态：
2.1 disable 端口down或者没有开启STP协议，这时该接口不处理任何BPDU
2.2 listening 接收BPDU，发送BPDU，不学习MAC地址，不转发数据
2.3 learning 接收BPDU，发送BPDU，学习MAC地址，不转发数据
2.4 forwarding 接收、发送BPDU，学习MAC地址，转发数据
2.5 blocking 接收BPDU，不发送BPDU，不学习MAC地址，不转发数据
3、拓扑改变
在STP协议中，BPDU有两种类型，分别为配置BPDU和TCN-BPDU
当非根交换机网络拓扑发生改变时，会发送TCN-BPDU给根桥，沿路交换机会给原始交换机回复TCA，同时继续向根桥转发该TCN-BPDU
当根桥收到TCN-BPDU后，将会沿原路回复TC和TCA置位的配置BPDU，沿路收到TC置位的BPDU时将会把自己的MAC地址表老化时间强制修改为15s。
4、STP的几个计时器
4.1 hello time : 2s一次
4.2 老化时间max age： 20s
4.3 message age: 每转发一次会+1,默认最大不超过20跳
4.4 forwarding delay: 15s