一、BPDU报文格式

STP协议是使用STP协议帧来建立与维护STP树的，在网络出现物理拓扑发生变化时重建新的STP树。STP协议帧由STP交换机产生、发送、接收、处理的，它是一种组播帧，组播的地址为01-80-c2-00-00-00。STP协议帧采用802.3封装格式，它的数据载荷被答为BPDU（Bridge Protocol Data Unit，网桥协议数据单元）。BPDU的类型有两种：Configuration BPDU和TCN(Topology Change Notification)BPDU。

二、Configuration BPDU

在刚开始进行STP计算时，每个交换机都会认为自己是根网桥，都会周期性地（缺省是2秒）主动产生并发送Configuration BPDU。等到STP收敛完成后，只有根网桥才会周期性地（缺省是2秒）主动产生并发送Configuration BPDU；在接收到配置BPDU后，非根网桥会立即被触发而产生自己的配置BPDU，且从自己的指定端口发送出去。我们来看看配置BPDU的报文字段含义：

字段	字节数	描述
Protocol Identifier	2	总是为0x0000
Protocol Version Identifier	1	总是为0x00
BPDU Type	1	BPDU类型 0x00：Configuration; 0x80：TCP BPDU
Flags	1	网络拓扑变化标志：仅使用了最低位与最高位最低位为TC(Topology Change)标志最高位为TCA（TC Acknowledgement）标志
Root Identifier	8	当前根桥的BID
Root Path Cost	4	发送该BPDU的端口的RPC
Bridge Identifier	8	发送该BPDU的交换机的BID
Port Identifier	2	发送该BPDU的端口的PID
Message Age	2	该BPDU消息的年龄若Configuration BPDU是根桥发出的，则它为0。否则，Message Age是从根桥发送到当前桥接收到BPDU的总时间，包括传输延时等。在现实中，配置BPDU每”经过“一个桥，Message Age就会增加1
Max Age	2	BPDU的最大生命周期，缺省为20S
Hello Time	2	根桥发送配置BPDU的周期，也相应成了为其他交换机发送配置BPDU的周期，缺省时间为2S
Forward Delay	2	控制端口Listening和Learning状态的持续时间，缺省为15秒

配置BPDU的参数可以分为三类，我已经使用颜色标记出来了，分别为BPDU对自身的标识、用于计算STP的参数、时间参数。

这里注意一下，当STP交换机接收到Configuration BPDU后，就会对其中的Message Age与Max Age进行比较。若Message Age<=Max Age，则这个Configuration BPDU触发该交换机产生并发送新配置BPDU，否则直接将该BPDU丢弃。

三、TCN BPDU

TCN BPDU是用于维护STP的稳定的，当网络拓扑发生变化时，直连的交换机可以直接感受到故障点，于是会发送TCN BPDU给上行交换机，上行交换机收到后会回应一个TCA置位为1的Configuration BPDU。上行交换机接着会以发送Hello time为周期通过根端口不断向它的上游交换机发送TCN BPDU。这个过程不断重复，直到根网桥接收到TCN BPDU。根网桥接收到TCN BPDU后，会发送TC标志置1的配置BPDU来通告所有交换机整个网络拓扑已经发生了变化。非根网桥收到TC标志置1的配置BPDU后，就说明自身的MAC地址表项可能不是正确的，于是将自己的MAC地址表的老化周期（默认为300S）缩短为Forward Delay的时间长度（15S），以加速老化掉原来的地址表项。

这里注意一下：是根端口发送TCN BPDU给上行交换机的。

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