2.10.2 以太网 传统STP生成树（STP临时环路、STP BPDU的转发过程、根桥故障案例）
传统STP生成树
- 2.10.2 以太网 传统STP生成树（STP临时环路、STP BPDU的转发过程、根桥故障案例）
- STP临时环路：
- STP BPDU的转发过程：
- 根桥故障案例：
- 直连根桥时，根桥发生故障：
- 非直连根桥时，根桥发生故障：
- STP拓扑变更机制：
STP临时环路：
指的是STP在没有定时器（Hello计时器、转发延迟、最大老化时间）的时候，出现的临时环路现象。
- 默认情况下，LSW4处于AP阻塞状态，不会存在环路。
- 当LSW3突然成为了根桥，LSW4收到了最优BPDU，由于没有了定时器(转发延迟)，AP直接成为了RP，直接进入了转发状态。
- 而此时，LSW2的RP还没变成AP阻塞端口（原因是还没有收到更优的BPDU，认为LSW1还是根桥），所以此时就是一个存在环路的网络。
- 当RP收到更优的BPDU之后，RP将转变为AP阻塞端口，网络恢复正常。
STP BPDU的转发过程：
- STP模式下的交换网络，只有根桥发送BPDU，非根桥设备负责转发BPDU。
- 转发BPDU时会修改其SMAC为自身设备MAC，但DMAC不变（01:80:c2:00:00:00）
根桥故障案例：
直连根桥时，根桥发生故障：
- 当根桥LSW故障（假设直连电源断开了）
- LSW1、LSW2会因为RP端口断开而触发重新选举根桥，直接向外发送BPDU并标识自己为根桥。
- 经过两次转发延迟时间之后（30秒）如果没有收到比自己更优的BPDU，自己成为根桥。
- 假设：LSW1因为根桥故障之后只剩下了一个阻塞端口，那么该端口需要经过20秒的老化时间转换成其它端口状态后再重新进行发送BPDU。
非直连根桥时，根桥发生故障：
- 因为LSW与LSW3、LSW4之间相隔着一个HUB，当LSW故障之后，LSW3的RP口并不会马上感知到LSW故障。
- LSW3、LSW4需要进行等待20秒的老化时间之后，RP端口才会失效，同时进行根桥的重新选举。
- 非直连故障是需要花费的时间：20秒的老化+重新选举的转发延迟时间30秒=50秒。
STP拓扑变更机制：
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当拓扑发生变更之后，非根桥设备将以Hello间隔为准，定时向RP端口发送**STP组播(01:80:C2:00:00:00)**的TCN BPDU报文。
- TCP BPDU【BPDU Type=0x80(TCN)，TCN报文不会有Flags等字段信息】
- 如何定义拓扑变更？
- 生成树就是为了解决交换网络环路产生的地址漂移，而端口状态没有成为forwarding转发状态，固然不会转发用户流量从而造成mac地址漂移，所以说有端口成为转发状态将会认为拓扑改变，但从转发转成Disabled状态认为拓扑发生变更。
- 除此之外，RP失效或进入转发状态也会认为拓扑发生了变更。
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如果非根桥与根桥之间还存在一定距离，其中间的非根桥设备在此称为中间设备。
- 中间设备收到TCN BPDU之后，修改SMAC后，继续向根桥方向转发该TCN BPDU。
- 以此同时为了让发来TCN BPDU的下游设备停止发送，还需要向下游设备回复TCA BPDU报文，让下游停止发送TCN BPDU。
- 中间设备反复进行向根桥转发TCN BPDU，直到根桥成功收到TCN BPDU
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根桥收到之后，向下游发送TCA BPDU的同时，持续发送35秒的TC BPDU报文，通知下游交换机进行删除自己的MAC地址表项。
- 将MAC地址表默认300秒老化时间，临时调整为15秒，15秒之后恢复默认。只要用户流量还在通信，其MAC地址就不会老化消失，很大程度上提高了网络通信的可靠性。
- 对于TC BPDU下游设备并不会向根桥回复确认，因为根桥会持续35秒发送TC BPDU。
- 为什么要刷新MAC地址？
- 如果不刷新MAC地址，设备还是保留拓扑变化前学习的MAC地址进行数据转发，容易出现数据的错误转发。
