STP通过BPDU确定各端口.docVIP

通过BPDU的交换来看STP 注：本文中所有抓取的报文与推测结果，均是以发送者的角度来抓取和推论！ （图1） 在STP中，BPDU报文肩负了传递STP信息的使命，包含了STP计算时所需要的所有元素，也体现了计算的结果。文中所述BPDU是皆是指配置BPDU。 BPDU主要包含有以下四项元素，这四项也是STP计算的核心，分别是：根桥ID（RID）,COST 值（路径开销），发送者ID（BID），发送者的端口ID（PID）。如下图： （图2） BID是指交换机的ID，它是由优先级和交换机的MAC地址组成的，如图1中的A交换机，它的BID是 : 0，4c1f-cca2-483b 也说是说A交换机的优先级为0，MAC地址为4c1f-cca2-483b。优先级的默认值是32768，越小越优先。 COST值是指本台交换机到根桥交换机的路径开销，请注意，COST值在计算时是以BPDU接收方的端口开销累加而得来的，比如，我要计算D交换机上的D03端口到根交换机A的开销时：COST=C04的端口开销+D03的端口开销，也就是COST=3+4 PID是由端口优先级和端口号组成的,如图1中的A交换机G0/0/1端口，他的PID就是128.1，端口优先级默认为128，越小越优先。 下面步入正题，BPDU是STP的根本，STP各个角色的确立，状态的确定，也是BPDU交换和计算的结果，那么，BPDU到底是如何进行交换的呢？STP的选举过程又是怎么样的呢？ 首先，对于一台交换机而言，在开启之初，它并不知道根桥等信息，但这个时候又要进行BPDU的交换，那么交换机要如何做呢？上面我们提到过，BPDU包含的四项元素，那么，此时，在不知道根桥等信息未确定的情况下，交换机本身便会认为自己是根桥，由每个端口发送出BPDU，开始进行第一次BPDU交换，也就是说，每个端口发出的BPDU应该是这样的： A交换机：g0/0/1 ：RID=0，4c1f-cca2-483b COST=0 BID=0，4c1f-cca2-483b PID=128.1 而同时，此端口也会收到来自于B交换机发来的BPDU，而收到的BPDU应该是怎么样的呢？根据我们前文所解释的，B交换机第一次发来的报文应该是这样的： B交换机：g0/0/1 ： RID=32768.4c1f-cc55-4d8d COST=0 BID=32768.4c1f-cc55-4d8d PID=128.1 理论已经推敲出来了，那么现在就是用实际来证明，下面是我在A交换机和B交换机的机联口所抓取的报文： A 交换机 G0/0/1所发报文： B交换机 G0/0/1所发报文： 从抓取到的报文上看，RID,COST,BID和我们推论的结果一样，PID是0x8001，这是因为在报文中PID是用16进制表示的，其中第3和第4位代表优先级，第5和第6位代表端口号，换算出来也就是128 1 。所以，我们的推论结果是正确的，在抓取报文的时候有可能一次抓取不到，但是我们也有另一个方法可以证明我们的推论： 也和我们的推论结果一样，这里就不再对其他端口进行赘述了。 那么，当交换机之间第一次收到对方发来的BPDU后，会进行怎样的计算呢？ 当交换机收到对方发送来的BPDU后，它会把收到的BPDU与自己本身拥有的BPDU进行逐项比较，在我们的实验当中，以A B 两台交换机为例： A交换机的G0/0/1端口收到交换机B发来的BPDU，它把收到的BPDU和自身进行逐项比较： 交换机A： 交换机B： 从第一项就可以看出，明显是A交换机本身的BPDU更优，那么，这个时候A交换机的动作就是不对本身的BPDU做任何改变，并把该端口置为指定端口（Designated Port，简称DP）。而反观交换机B，它从G0/0/1收到A发来的报文比自己更我优，那么，此时，交换机B就会对自身的BPDU进行改变，即： ，并且交换机B会把该端口置为根端口（Root Port，简称RP）！ 到这里，交换机A和B的工作就完了吗？还没有，不要忘记，我们的拓扑中不是只有两台交换机，还有另外两台，在A和B互发的时候，它们一样在工作，一样会发送BPDU，一样也会进行比较。 对照着拓扑，现在我们进行D交换机上G0/0/2和B交换机G0/0/2之间BPDU的交换： 交换机B：RID=32768.4c1f-cc55-4d8d 交换机D：RID=32768.4c1f-cc06-703a COST=0 COST=0 BID=32769.4c1f-cc55-4d8d BID=32768.4c1f-cc06-703a PID=128.2