STP 拓扑计算过程及结果

拓扑定义

用一个环形拓扑来推一遍 STP 的完整计算过程。

三台交换机 A、B、C 互联成环：

• A 通过 A1（左手）、A2（右手）分别连向 B1、C1
• B 通过 B1（左手）、B2（右手）分别连向 A1、C2
• C 通过 C1（左手）、C2（右手）分别连向 A2、B2

“左手"“右手"只是标识，逻辑上每台交换机各有两个端口参与环网。

链路开销如下：

• A—B：cost = 5
• A—C：cost = 10
• B—C：cost = 4

BPDU 报文格式

下文所有 BPDU 统一用三段式表示，格式为：

根桥ID-到根桥累计开销-发送者BID

即：

• 第一段：根桥的标识
• 第二段：从本端口到根桥的总开销
• 第三段：发送这条 BPDU 的交换机的 BID

举例：

• A-0-A：根桥是 A，到根桥开销为 0，发送者是 A
• A-5-B：根桥是 A，到根桥开销为 5，发送者是 B
• A-9-C：根桥是 A，到根桥开销为 9，发送者是 C
• A-10-C：根桥是 A，到根桥开销为 10，发送者是 C

所有计算均围绕"哪条路径到根桥的累计开销更小"展开。

第一步：确定根桥

STP 先选根桥，比较依据是 BID（Bridge ID）。BID 由两部分组成：

• 优先级
• MAC 地址

三台交换机各自通过两个端口收到对方的 BPDU 后，比较 BID。三台交换机一致认为 A 的 BID 最小，因此 A 成为根桥。

第二步：确定各非根桥的根端口（RP）

根端口是每台非根桥上，离根桥最近、cost 最小的那个端口。

B 的根端口选择

B 的两个端口收到的 BPDU 如下：

• B1 收到 A1 发来的 BPDU：A-0-A
• B2 收到 C2 发来的 BPDU：A-10-C

B 在此基础上叠加自身到达根桥的 cost：

• 经 B1 去根桥：cost = 5
• 经 B2 去根桥：cost = 14

B1 的 cost 更小，因此 B1 是 B 的根端口。

C 的根端口选择

C 的两个端口收到的 BPDU 如下：

• C1 收到 A2 发来的 BPDU：A-0-A
• C2 收到 B2 发来的 BPDU：A-5-B

C 叠加自身 cost 后：

• 经 C1 去根桥：cost = 10
• 经 C2 去根桥：cost = 9

C2 的 cost 更小，因此 C2 是 C 的根端口。

第三步：确定指定端口（DP）

指定端口的指派原则是：同一链路上，能把更优 BPDU 转发到对面的那个端口成为 DP。

A 已是根桥，因此 A 的所有端口都是指定端口：

• A1：DP
• A2：DP

接下来逐段链路比较：

A—B 段

• A1 发出的 BPDU：A-0-A
• B1 自身计算后要发出的 BPDU：A-5-B

两侧比较，A1 的 cost 更优，因此 A1 是 DP，B1 作为根端口不参与 DP 竞争。

A—C 段

• A2 发出的 BPDU：A-0-A
• C1 自身计算后要发出的 BPDU：A-10-C

A2 的 cost 更优，因此 A2 是 DP。

B—C 段

• B2 发出的 BPDU：A-5-B
• C2 发出的 BPDU：A-9-C

B2 的 cost（5）比 C2 的 cost（9）更优，因此 B2 是 DP。

C2 虽然自身是根端口，但在这条链路上它不是 DP，DP 由对侧 B2 获得。

第四步：阻塞端口

每个非根桥最多只能有 1 个根端口 和 若干指定端口，其余端口必须进入 blocking 状态，以打破环路。

C 的两个端口结果如下：

• C2：根端口（RP）
• C1：既不是根端口，也不是指定端口

因此 C1 被阻塞，环路被打破。

总结

BPDU 的核心比较逻辑始终是：拿对方发来的 BPDU 和自身计算后的 BPDU 做比较，谁的到根桥 cost 更小，谁就在这条链路上占优。

原始手稿

认为的 A就是交换机，B就是交换机，C就是交换机 A1就是左手，A2就是右手 B1就是左手，B2就是右手 C1就是左手，C2就是右手 然后ABC互联了一个环形网需要STP破环 第一步先确定交换机角色，先选择根桥 A，是他的大脑，他通过左右手A1和A2收到B1和C1的BPDU报文 B，是他的大脑，他通过左右手B1和B2收到A1和C2的BPDU报文 C，是他的大脑，他通过左右手C1和C2收到A2和B2的BPDU报文 选择根桥比较BID，选择最小BID，BID的组成是优先级和大脑MAC， A通过左右手A1和A2收到B1和C1的BPDU报文，认为自己的优先级最小 B通过左右手B1和B2收到A1和C2的BPDU报文，认为A的优先级最小 C通过左右手C1和C2收到A2和B2的BPDU报文，认为A的优先级最小 A成为根桥 第二步再确定根端口 B通过左右手B1和B2收到A1和C2的BPDU报文，B1收到bpdu报文是A1发来的，为A-0-A，分别代表根桥-到根桥的开销-发送者BID。B2收到的bpdu报文假设也是更新过的，为A-10-C，分别代表根桥-到根桥的开销-发送者BID。然后B拿着收到两条BPDU，加上自己cost计算以下，我B从B1去根桥cost是5，从B2去根桥cost是14，然后B1成为根端口 C通过左右手C1和C2收到A2和B2的bpdu报文，C1收到的bpdu报文是A2发来的，为A-0-A，分别代表根桥-到根桥的开销-发送者BID。C2收到的bpdu报文是B2发过来的假设已经是更新过的，B2发来的是A-5-B，分别代表根桥-到根桥的开销-发送者BID。然后C拿着收到的两条bpdu，加上自己的cost计算，认为我C从C1去根桥cost要10，从C2去根桥cost要9，然后C2成为根端口 再然后选择指定端口 然后是选择DP 清空所有说辞 A已然是根桥了 B通过B1收到A1发来的，是A-0-A，B1自身是计算过的，是A-5-B，cost比不过，A1是DP C通过C1收到A2发来的，是A-0-A，C1自身是计算过的，是A-9-C（因为C2是RP），cost比不过，A2是DP B通过B2收到C2发来的，是A-9-C（因为C2是RP），B2是自身计算过的，是A-5-B，cost比不过，B2是DP C通过C2收到B2发来的，是A-5-B，C2是自身计算过的，是A-9-C（因为C2是RP），cost比不过，B2是DP 然后最重要的，C看自己的左右手C1和C2，两个都是计算好的，C1是A-10-C，C2是A-9-C，C2的cost更小，C2是RP，C1不是RP也不是DP就block bpdu的计算，是用对方发来的，和自己计算后去跟桥的bpdu比较