基于802.1D的STP/RSTP协议的学习记录
时间：2009-08-25 来源：wushuan10141
桥接器分为透明桥接器和源路由桥接器，透明桥接器中，由桥接的局域网络产生的物理拓扑和活动拓扑是有差别的。
求解最小生成树算法的方法很多，最流行的是Kruskal算法。
一些基本的概念和术语：
1.根桥接器和桥接器标识符：
桥接器标识符：由一个优先级段（最高有效位16bit）和保证唯一性的第二个段（低有效位48bit）组成。桥接器优先级是一个常规配置参数，在网络安装的时候定义，默认值是0.第二个段也成桥接器的站地址，正常情况下选取桥接器最低端口号上的MAC地址。在桥接器上的每一个适配卡都起着一个端口的作用，并有一个两字节的端口标识符。因为网络适配器的MAC地址具有唯一性，所以任意两个桥接器都不会有相同的标识符。
2.端口标识符：
桥接器端口必须在桥内被唯一标识。端口标识符是端口优先级（最高有效6位）和端口地址（最低有效10位，也成端口号）的组合。在多端口结构中，端口号从1开始。在桥的结构中增加一个端口时，端口号就加1。
3.通路代价：
网络中的每条同路都要分配一个通路代价。一旦每条通路都分配了通路代价，每个桥接器将有一个或者多个到达根桥接器的通路代价，通路代价最低的称为根通路代价。用以提供前往根桥接器的最小代价通路的端口称为根端口。每个桥接器只有一个根端口。如果一个桥接器有多个端口到达根桥接器的代价最小，那么选择根端口完全基于端口标识符，应该选取具有最高优先级的端口，当多于一个端口具有同样的优先级时，则选择具有最小端口号的端口。
4.桥接器组地址：
在桥接的整个局域网上必须有一个众所周知的组地址，表示局域网上所有的桥接器。当发送一个目的地址是这个组地址的MAC帧时，整个局域网上的桥接器都可以收到这个帧，因为他们都认为这个是发给自己的帧。
5.指定桥接器：
在桥接网络的生成树算法中，需要为每个局域网选择一个指定桥接器，该指定桥接器为该局域网前往根桥接器提供最小通路代价。
6.网段代价：
连接在同一个网段上的两个桥接器之间传输代价取决于网络的带宽。
根桥接器的选择原则：
选为根桥接器的是具有最好优先级的桥接器，当多于一个桥接器具有同样的最好优先级时，则完全决定于桥接器标识符中的第二段，最小序号者为根桥接器
根桥接器没有根端口。
根桥接器在与它相连的任何一个LAN上都是指定桥接器。
桥接器协议数据单元：BPDU
BPDU帧包含3段主要信息：1.发送该帧的桥接器标识符；2.被发送该帧的桥接器认为是根桥接器的标识符；3.从发送该帧的桥接器到根桥接器的代价。
BPDU（桥接协议单元）：
默认更新时间：2秒
BPDU可用于完成：
选举根桥，确定冗余路径的位置，阻塞端口避免环路，通告网络的拓扑变更，监控生成树的状态。
BPDU种类：
配置BPDU，用于选举根桥，保持拓扑稳定
拓扑变更通告（TCN，Topology Change Notification），网络发生改变时产生。
LSB（Least Significant Bit）＝TC标志：最低有效位
MSB（Most Significant Bit）＝TCA标志：最高有效位
网桥从根端口接收BPDU但不发送BPDU，指定端口或网桥也不发送包含根网桥信息的配置BPDU。
STP的端口状态：Blocking,Listening,Learning,Forwarding,Disabled。
Block：阻断状态，接收但不转发数据。
Listening：侦听状态，不转发数据，可以收发BPDU，执行选举root bridge，root port，designate port等动作。
Learning：学习状态，不转发数据，开始学习MAC，为数据转发作准备，所以称之为Learning状态
Forward：转发状态，转发数据。
Disable：禁用状态，既不参与STP计算，也不转发数据。
转发延迟：从Blocking，Listening，Learning最后到Forwarding所经历的时间。默认是15秒（4-30秒）
Hello时间：根桥发送BPDU的间隔，默认是2秒（1～10秒）。
最大寿命：网桥端口控制保存配置BPDU信息的最大时间长度。
网桥的端口状态转换过程：
加电->自认为是网桥->进入listening状态->发送和接收BPDU，用来确认活动（active）的网络拓扑->不传递用户有数据->处理所有接收的BPDU->经过转发延迟时间->学习状态->阻塞非指定和非根端口->学习MAC地址，建立MAC表，不传递用户数据->学状态结束->非阻塞端口进入转发转态，发送用户数据
端口从阻塞到转发状态正常时间是30～50秒
选举非根网桥的根端口以及指定端口：最低开销路径，最低网桥ID，最低端口ID
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