本文主要介紹華為交換機(jī)的STP生成樹協(xié)議的收斂過程，也就是當(dāng)二層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化后，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)從變化到恢復(fù)到正常狀態(tài)的過程。通過學(xué)習(xí)華為交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的收斂過程，可以讓我們對(duì)STP有更加深層次的理解。

首先，我先給大家介紹華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)STP生成樹協(xié)議的收斂過程中需要用到的幾個(gè)基本概念。

1. BPDU,Bridge Protocol Data Unit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元。華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)啟動(dòng)之初，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的的端口開啟后，端口自動(dòng)發(fā)送的報(bào)文就是BPDU報(bào)文。這種報(bào)文我們稱之為STP生成樹協(xié)議報(bào)文。BPDU報(bào)文主要分為配置BPDU和TCN BPDU,配置BPDU主要是用來進(jìn)行生成樹計(jì)算和維護(hù)生成樹的拓?fù)洌琓CN BPDU的作用是華為交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變動(dòng)后，用來向華為交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)通告網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化的報(bào)文。

配置BPDU：

TCN BPDU：

2.STP的端口狀態(tài)

運(yùn)行STP生成樹協(xié)議的華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口狀態(tài)主要有Disable、Blocking、Listening、Learning、Forwarding這五種端口狀態(tài)。具體情況請(qǐng)看下圖。

3. 三個(gè)時(shí)間計(jì)時(shí)器。分別是：Hello Time、Forward Delay、Max Age。這三個(gè)計(jì)時(shí)器都是攜帶在BPDU中的。

Hello Time：華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送BPDU的間隔，默認(rèn)時(shí)間為2s，用來檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)直接的鏈路是否有故障。

Forward Delay：轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間，F(xiàn)orward Delay Timer指一個(gè)華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口處于Listening和Learning狀態(tài)的各自持續(xù)時(shí)間，默認(rèn)是15秒。即Listening狀態(tài)持續(xù)15秒，隨后Learning狀態(tài)再持續(xù)15秒。這兩個(gè)狀態(tài)下的端口會(huì)處于Blocking狀態(tài)，使得STP生成樹協(xié)議能夠避免臨時(shí)環(huán)路。

Max Age：最大老化時(shí)間，默認(rèn)是20s。如果配置BPDU是根交換機(jī)發(fā)出的，則Message Age為0。否則，Message Age是從根交換機(jī)發(fā)送到當(dāng)前交換機(jī)接收到BPDU的總時(shí)間，包括傳輸延時(shí)等。實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，配置BPDU報(bào)文經(jīng)過一個(gè)交換機(jī)，Message Age增加1。

看完上面的內(nèi)容，相信大家也對(duì)華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的生成樹的BPDU報(bào)文、端口狀態(tài)以及時(shí)間計(jì)時(shí)器有了一定的了解。為了方便大家記憶，我給大家總結(jié)一下上面的內(nèi)容：2中BPDU、5種端口狀態(tài)和3個(gè)時(shí)間計(jì)時(shí)器。

下面我用下面的拓?fù)鋱D來演示一次，華為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)STP的收斂過程：

1.華為根交換機(jī)選舉完成后，根交換機(jī)會(huì)每隔hello時(shí)間，默認(rèn)2s往指定端口GE0/0/1和GE0/0/2發(fā)送配置BPDU報(bào)文。

2.交換機(jī)-2和交換機(jī)-3接收到根交換機(jī)發(fā)送的配置BPDU后，會(huì)將該配置BPDU存儲(chǔ)在端口上，然后還會(huì)把該BPDU從指定端口發(fā)出去（每隔2s）。因?yàn)榻粨Q機(jī)-2從GE0/0/3口發(fā)送的配置BPDU比交換機(jī)-3的GE0/0/3口發(fā)送的配置BPDU優(yōu)，所以，交換機(jī)-3的端口狀態(tài)為AP端口，端口狀態(tài)為blocking狀態(tài)。

3.交換機(jī)-4的GE0/0/2接收到的配置BPDU比從GE0/0/1接收到的配置BPDU優(yōu)，所以GE0/0/2成為了RP端口。在選舉指定端口的時(shí)候，因?yàn)椋�交換機(jī)-4的GE0/0/1端口發(fā)送的配置BPDU比交換機(jī)-3的GE0/0/2發(fā)送的BPDU次優(yōu)，所以交換機(jī)-4的GE0/0/1為AP端口，端口狀態(tài)為blocking；交換機(jī)-3的GE0/0/2口為DP端口，端口狀態(tài)為Forwarding狀態(tài)。

4.交換機(jī)-5從GE0/0/1接收到交換機(jī)-4發(fā)送的配置BPDU，GE0/0/1端口變成RP端口。

以上1-4這四個(gè)步驟就是這五臺(tái)交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)從開機(jī)到協(xié)商完成的過程。

上文說過TCN BPDU是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生的。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)怎么衡量的呢？衡量網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化的標(biāo)準(zhǔn)是：一個(gè)交換機(jī)的端口從disable狀態(tài)變成Forwarding狀態(tài)，那就可以說是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生了變化。

如下圖5所示，在交換機(jī)-5的GE0/0/2口接入一臺(tái)PC機(jī)，交換機(jī)-5的GE0/0/2端口就會(huì)從disbale狀態(tài)遷移到Forwarding狀態(tài)，這時(shí)，交換機(jī)-5會(huì)產(chǎn)生TCN BPDU。

5.交換機(jī)-5產(chǎn)生TCN BPDU從根端口GE0/0/1端口發(fā)送給交換機(jī)-4的GE0/0/3(DP端口，只有指定端口才會(huì)處理TCN BPDU)

TCN BPDU

6.交換機(jī)-4的GE0/0/3 DP端口收到該TCN BPDU后，交換機(jī)-4會(huì)把配置BPDU中的Flags中的TCA 位設(shè)置為1，然后發(fā)送給交換機(jī)-5。交換機(jī)-5接收到TCA置位為1的配置BPDU報(bào)文，馬上就停止發(fā)送TCN BPDU報(bào)文，如下圖所示。接著，交換機(jī)-4會(huì)把該報(bào)文通過RP端口GE0/0/2發(fā)送給交換機(jī)-2.

7.交換機(jī)-2接收到TCN BPDU報(bào)文后，通過RP端口轉(zhuǎn)發(fā)給根橋交換機(jī)。根橋交換機(jī)該報(bào)文后，產(chǎn)生Flags位中的TC置位為1的配置BPDU從指定端口發(fā)送出去，步驟為1-4.非根橋交換機(jī)接收到TC配置BPDU后，將會(huì)直接刪除交換機(jī)的MAC地址表，這會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。然后重新根據(jù)ARP報(bào)文生成一張新的mac地址表，然后數(shù)據(jù)報(bào)文才能繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。