Switch A BID =0001 DP DP Switch B BID =0050 DP DP
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030

7
BPDU报文结构（1）
STP通过BPDU(Bridge Protocol Data Unit)报文来学 习网络拓扑结构。 BPDU报文的目标MAC地址为：01-80-C2-00-00-00. BPDU报文在直连的两个网桥或多个网桥内交换，不能 被转发。没有运行STP协议的网桥将把BPDU报文当作 普通业务报文转发。
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =15 Cost to Root =7
Cost to Root =3 Switch C BID =1045 Cost to Root =22 Cost to Root =29
Cost to Root =21 Cost to Root =11 Switch D BID =0030
I’m the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =7

22
BPDU交换过程
I’m the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Link type
Half Duplex Full Duplex Aggregated link
802.1D cost
100 95 90 19
802.1t cost
2,000,000 1,999,999 1,000,000 200,000
100Mbps
Half Duplex
Full Duplex
Aggregated Link 1000Mbps Full Duplex Aggregated Link
Cost to Root =18 Switch B BID =0050
Cost to Root =3 Switch C BID =1045
Switch D BID =0030
I’m the Root Switch Lowest Cost to Root = 0

20
BPDU交换过程

4
STP协议简介
STP都做了些什么？
1. STP在二层交换网络中选择一个根桥作为全部二层交换 网络的逻辑中心（Root Bridge）。 2. STP为全网中每一个参与STP运算的交换机计算到达根 桥的最短距离（Path Cost)。 3. 检测二层交换网络中存在的冗余链路，并把他们臵于阻 断/备份状态。 4. 检测拓扑结构的变化并根据情况计算新的生成树。
Switch B
Switch C

8
BPDU报文结构（2）
DMA SMA L/T LLC Header Payload
DMA:目的MAC地址 目的地址是一个固定的桥的组播地 址（0x0180c2000000） SMA:源MAC地址 即发送该配臵消息的桥MAC地址 L/T:帧长 LLC Header:固定的链路头 Payload: BPDU数据
21
BPDU交换过程
I’m the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 7
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030
I’m the Root Switch

14
如何确定根桥（6）
I’m the Root Switch
Root Switch =0001
Switch A BID =0001
Cost to Root =18 Switch B BID =0050 Cost to Root =7
Cost to Root =3 Switch C BID =1045 Cost to Root =11
Cost to Root =21 Cost to Root =11 Switch D BID =0030 Root Switch = 0001 Lowest Cost to Root = 11
I’m the Root Switch

19
BPDU交换过程
I’m the Root Switch Lowest Cost to Root = 0
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 18
Switch A BID =0001
Root Switch is 0001 Lowest Cost to Root = 3
BPDU
哪边更优？
BPDU

17
BPDU交换过程
Switch A BID =0001
2 Gig Aggregated 100M Path cost = 18 Switch B BID =0050 1 Gig Path Cost = 4 1 Gig Path Cost = 4 Switch D BID =0030 100M Path Cost = 18 Path cost = 3 Switch C BID =1045
值 域
协议ID 协议版本 BPDU类型 标志位 根桥ID 根路径开销 指定桥ID 指定端口ID Message Age Max Age Hello Time Forward Delay
占用字节
2 1 1 1 8 4 8 2 2 2 2 2

9
如何确定根桥（1）
根桥—BID（网桥ID）最小的网桥定为根桥。 BID—网桥的优先级+网桥MAC。 网桥的优先级为可配臵，缺省值为32768。 在缺省情况下，根桥将由MAC地址最小的网桥担任。
Root Switch = 0001 Lowest Cost to Root = 11

23
确定网桥端口角色
BPDU报文中总是携带网桥到根桥的最优值。 通过BPDU配臵消息来决定端口的角色：
根端口：网桥各个端口中到根桥最近的端口。 指定端口：网桥的端口发送的BPDU配臵消息较接收的 BPDU配臵消息更优，则端口为指定端口。 可选端口：网桥的端口发送的BPDU配臵消息较接收的 BPDU配臵消息更差，则端口为可选端口。

5
STP协议简介
STP协议的结果是什么？ 阻断了冗余链路，形成了以根桥为树根的树状拓扑结构。
Switch A BID =0001
DP
DP
AP
Switch B BID =0050
DP
DP
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030

Cost to Root =3 Switch C BID =1045
Cost to Root =22
Cost to Root =21
Switch D BID =0030 Cost to Root =22
Root Switch = 0001 Lowest Cost to Root = 21

18
15 4 3
199,999
100,000 20,000 10,000

16
如何决定BPDU配臵消息的优劣
比较RID(Root Bridge ID)，确定网络同步。 RID相同，比较Path Cost（到根桥距离），越小越优。 RID/Path Cost相同，比较指定桥的BID (Designated Bridge ID)，越小越优。 RID/Path Cost/DBID相同，比较指定端口的ID (Designated Port ID)，越小越优。
Switch C BID =1045
Switch D BID =0030
I’m the Root Switch

13
如何确定根桥（5）
I’m the Root Switch
Root Switch =0001
Switch A BID =0001
Root Switch = 0001
I’m the Root Switch

11
如何确定根桥（3）
I’m the Root Switch
I’m the Root Switch
Switch A BID =0001
I’m the Root Switch
Switch B BID =0050
Switch C BID =1045
6
STP协议简介
常用概念 根桥(Root Bridge)—桥ID最小的网桥。其中桥ID是由网桥的优先级 和网桥的MAC组成。 根端口(Root Port)—这个端口到达根桥的路径是该端口所在网桥到 达根桥的最佳路径。全网中只有根桥是没有根端口的。 指定端口(Designated Port)—每一个网段选择到根桥最近的网桥作 为指定网桥，该网桥到这一网段的端口为指定端口。 可选端口(Alternated Port)—既不是指定端口，也不是根端口的端 口。