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STP——BPDU报文

静下心来敲木鱼 2024-06-27 原文

目录 

BPDU作用

BPDU报文

BPDU相关计时器

BPDU类型-4种

BPDU标记域


BPDU作用

  STP每隔2s会发送一次BPDU报文,非根桥连续三次没有收到BPDU,表示发生故障

  BPDU主要进行根桥、端口角色的选举和通知拓扑结构发生变化


BPDU报文

                        版本补充:VBST是华为私有协议,主要用于和思科交换机做兼容

                        根桥BID  等于桥ID,则认为自己是根桥

                        根桥ID   不等于桥ID,则认为交换机不是根桥

BPDU相关计时器

关于STP计时器的配置,只需要在根桥配置即可

Message age BPDU存活时间,根桥发送是为0,每经过一台交换机会增加

Max ageBPDU老化时间,默认是20s,最大40s。

如果Max age小于24s,每经过一台交换机Message age+1

如果Max age为24~39s,Message age+2

如果Max age为40s,Mssage age+3。

当Message age等于Max age,则认为该BPDU失效。

Hello timerBPDU发送间隔,默认是2s

Forwarding delay等待延迟,默认是15s

BPDU类型-4种

配置 BPDU  周期发送      标记域的 TCA=0 TC=0

STP和RSTP类型字段有些不同          

STP----0X00     RSTP----0X02-RST BPDU    MSTP----0X02-MST BPDU

配置BPDU的作用

选举根桥、端口角色

配置BPDU的目的MAC为组播:0180-c200-0000

STP的配置BPDU发送方式

没有选举根桥前,所有设备都会发送配置BPDU,选举根桥后只有根桥会发送配置BPDU

其它非根桥设备在收到根桥发送过来的配置BPDU后,才会触发发出配置BPDU,不会主动发

非根网桥指定端口只有在接收到次优配置BPDU时,才会主动发送最优BPDU

RSRP的配置BPDU发送方式

没有选举根桥前,所有设备都会发送配置BPDU

在选举出根桥后即拓扑稳定后,无论非根桥是否收到根桥发来的配置BPDU,都会按照Hello Timer规定的时间发送配置BPDU

STP的拓扑改变确认BPDU,是一种配置BPDU  标记域的TCA=1,TC=0(TCA BPDU)

RSTP、MSTP也存在此报文,是为了向下兼容STP

STP的TCN   BPDU  链路发生故障后发送

RSTP、MSTP也存在此报文,是为了向下兼容STP

类型字段固定为0X80 

STP中传递拓扑变更信息---结合BPDU标记域的TC和TCA位来实现

STP为什么需要TCN BPDU报文

在交换网络种,交换机依赖MAC地址表转发数据,缺省情况下MAC表项的老化时间是300s,如果生成树拓扑发生改变,交换机的转发路径也会改变,当MAC地址表未及时老化将导致数据转发发生错误,因此需要及时更新MAC地址表项

此时就可以通过发送TCN BPDU报文来将MAC地址表项的老化时间缩短为15s,达到及时更新MAC地址表项的目的

STP发送TCN BPDU的条件

最早认为任何端口进入到Forwarding状态或者进入到Disable状态时,认为拓扑发生变化,后来STP对拓扑变化的定义做了优化

  • 当DP端口进入到Forwarading状态(建议将连接终端设备的DP端口设置为边缘端口进行优化)
  • RP失效或者RP进入Forwarding状态
  • 根桥的DP失效直接发送TC BPDU(非根桥DP端口失效不认为拓扑发生变化)

STP的TCN BPDU工作原理--怎样达到更新拓扑的目的(通过TCN、TC、TCA报文)   

TC拓扑变更消息--清空从此接口学到的MAC地址表----具体做法不是直接清空,而是将MAC

地址表的300s老化时间更改位15s

  • SWC感知到网络拓扑发生变化后,就会不间断的发送TCN BPDU报文
  • SWB收到TCN报文后,会将BPDU Flags的TCA位置1,然后发送给SWC,告知SWC停止发送TCN BPDU报文
  • 然后SWB向根桥转发SWC发来的TCN BPDU报文
  • SWA把BPDU报文中的Flags的TC位设置为1后发送(持续35s),通知下游设备把MAC地址表项的老化时间更改为Forward Delay时间(15s)

注意:根桥不需要回复TCA确认消息

拓扑改变配置BPDU,是一种配置BPDU  标记域的TCA=1,TC=1或者TCA=0,TC=1(TC BPDU) 

STP、RSTP、MSTP都存在此TC BPDU报文

RSTP/MSTP中对拓扑变更机制做了优化——只使用TC报文

判断拓扑变化的标准改变

只要当非边缘端口迁移到Forwarding状态时,就会认为拓扑发生变化

工作原理发生变化

网络拓扑发生变化时,直接由变更点交换机向全网发送TC置位的BPDU报文,而不是先通知根桥,再由根桥向全网发送TC报文

变更点交换机为本交换机设备的所有非边缘指定端口启动一个TC While Timer(2倍的Hello Time)在这个时间内,清空所有端口上学习到的MAC地址

同时,由非边缘端口向外发送RST BPDU,其中TC置位,一旦端口的TC while Timer超时,则停止发送RST BPDU

其它交换设备收到  TC置位的RST BPDU后,清空所有端口学习到的MAC地址(除了收到此RST BPDU的端口),然后也为自己所有的非边缘指定端口和根端口启动TC While Timer,重复上述过程

BPDU标记域

   STP和RSTP有些不同

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