本文主要介紹華為交換機的STP生成樹協(xié)議的收斂過程，也就是當二層交換機網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化后，網(wǎng)絡交換機從變化到恢復到正常狀態(tài)的過程。通過學習華為交換機網(wǎng)絡的收斂過程，可以讓我們對STP有更加深層次的理解。

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

1. BPDU,Bridge Protocol Data Unit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元。華為網(wǎng)絡交換機啟動之初，網(wǎng)絡交換機的的端口開啟后，端口自動發(fā)送的報文就是BPDU報文。這種報文我們稱之為STP生成樹協(xié)議報文。BPDU報文主要分為配置BPDU和TCN BPDU,配置BPDU主要是用來進行生成樹計算和維護生成樹的拓撲，TCN BPDU的作用是華為交換機網(wǎng)絡發(fā)生變動后，用來向華為交換機網(wǎng)絡通告網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化的報文。

配置BPDU：

TCN BPDU：

2.STP的端口狀態(tài)

運行STP生成樹協(xié)議的華為網(wǎng)絡交換機的端口狀態(tài)主要有Disable、Blocking、Listening、Learning、Forwarding這五種端口狀態(tài)。具體情況請看下圖。

3. 三個時間計時器。分別是：Hello Time、Forward Delay、Max Age。這三個計時器都是攜帶在BPDU中的。

Hello Time：華為網(wǎng)絡交換機發(fā)送BPDU的間隔，默認時間為2s，用來檢測網(wǎng)絡交換機直接的鏈路是否有故障。

Forward Delay：轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間，F(xiàn)orward Delay Timer指一個華為網(wǎng)絡交換機的端口處于Listening和Learning狀態(tài)的各自持續(xù)時間，默認是15秒。即Listening狀態(tài)持續(xù)15秒，隨后Learning狀態(tài)再持續(xù)15秒。這兩個狀態(tài)下的端口會處于Blocking狀態(tài)，使得STP生成樹協(xié)議能夠避免臨時環(huán)路。

Max Age：最大老化時間，默認是20s。如果配置BPDU是根交換機發(fā)出的，則Message Age為0。否則，Message Age是從根交換機發(fā)送到當前交換機接收到BPDU的總時間，包括傳輸延時等。實際實現(xiàn)中，配置BPDU報文經(jīng)過一個交換機，Message Age增加1。

看完上面的內(nèi)容，相信大家也對華為網(wǎng)絡交換機的生成樹的BPDU報文、端口狀態(tài)以及時間計時器有了一定的了解。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個時間計時器。

下面我用下面的拓撲圖來演示一次，華為網(wǎng)絡交換機STP的收斂過程：

1.華為根交換機選舉完成后，根交換機會每隔hello時間，默認2s往指定端口GE0/0/1和GE0/0/2發(fā)送配置BPDU報文。

2.交換機-2和交換機-3接收到根交換機發(fā)送的配置BPDU后，會將該配置BPDU存儲在端口上，然后還會把該BPDU從指定端口發(fā)出去（每隔2s）。因為交換機-2從GE0/0/3口發(fā)送的配置BPDU比交換機-3的GE0/0/3口發(fā)送的配置BPDU優(yōu)，所以，交換機-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-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候，因為，交換機-4的GE0/0/1端口發(fā)送的配置BPDU比交換機-3的GE0/0/2發(fā)送的BPDU次優(yōu)，所以交換機-4的GE0/0/1為AP端口，端口狀態(tài)為blocking；交換機-3的GE0/0/2口為DP端口，端口狀態(tài)為Forwarding狀態(tài)。

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

以上1-4這四個步驟就是這五臺交換機組成的網(wǎng)絡從開機到協(xié)商完成的過程。

上文說過TCN BPDU是在網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時，才會產(chǎn)生的。網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時怎么衡量的呢？衡量網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化的標準是：一個交換機的端口從disable狀態(tài)變成Forwarding狀態(tài)，那就可以說是網(wǎng)絡拓撲發(fā)生了變化。

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

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

TCN BPDU

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

7.交換機-2接收到TCN BPDU報文后，通過RP端口轉(zhuǎn)發(fā)給根橋交換機。根橋交換機該報文后，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.非根橋交換機接收到TC配置BPDU后，將會直接刪除交換機的MAC地址表，這會導致網(wǎng)絡中斷。然后重新根據(jù)ARP報文生成一張新的mac地址表，然后數(shù)據(jù)報文才能繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。