翻译经典之《Cisco Lan Switching》第六章（九）：Two Types of BPDUs

浏览数：26 / 时间：2015年06月20日

在此之前，本章都认为所有BPDU为同一种BPDU，事实上，BPDU有两种类型：

配置BPDU
拓扑改变通知（TCN）BPDU

配置BPDU是由根网桥发出，通过活动路径向下转发，最后再回到根网桥。拓扑改变通知BPDU向上（朝根网桥方向）转发，以向根网桥报告活动拓扑发生改变。在后面的部分中将详细讨论两种BPDU。

配置BPDU

到目前为止讨论的所有BPDU（和在正常的网络上绝大多数BPDU）都是配置BPDU。图6-15为BPDU的协议格式。

Figure 6-15. Configuration BPDU Decode

注：

为了简单，这章到目前为止简单的使用术语BPDU而忽略了有两种BPDU的事实。之前所有的这些BPDU都是配置BPDU。第二种BPDU，即拓扑改变通知BPDU，将在下一节讨论。

图6-15是使用来自Network Associates（其前身为Network General）的NetXRay软件捕获并解码的数据包。虽然新的版本已经在销售了，但图6-15使用的版本对生成树协议更加易读的易解码。图片上部分可以观察到以太网802.3头部，源地址为发送BPDU的端口MAC地址，Catalyst交换机上面每个端口发送的BPDU源MAC地址都使用一个唯一的MAC地址。注意这个MAC地址和创建BID的MAC地址的区别，Catalyst交换机每个端口上的源MAC地址都是不一样的，BID是全局的，是一个box-wide值（在某个vlan内部来说），是由supervisor card和backplane上的MAC地址构成的。源地址用于构建携带BPDU信息的数据帧，而BID的MAC地址是包含在真正配置BPDU中的。

如果目的地址使用众所周知的STP多播地址01-80-c2-00-00-00。Length域的长度包含802.2LLC（逻辑链路控制）头部、BPDU及其后面的填充字节，注意图片下方CRC也是802.3组包的一部分。

802.3头部下方是802.2LLC头部，这三个字节头部包含三个域，这三个域确定其载荷类型（在这里是BPDU）。IEEE保留DSAP（destination service access point）和SSAP（source service access point）值0x42来标示STP。这个值使用唯一的位序（0x42等于二进制数01000010），避免了和使用传统网桥环境混淆。下一个字节为控制字节，每个你可以认出非SNA协议（包括STP）总是使用值0x03来确定Unnumbered Information（UI）帧。

后面三分之二的输出包含事实上的BPDU，配置BPDU由以下的12个域（图6-15将BID域分成了子域）组成：

Protocol ID——始终为0。以后对该协议的修正完善可能使Protocol ID增加。
Version——始终为0。以后对该协议的修正完善可能使Version增加。
Type——确定该帧为何种BPDU（配置BPDU或TCN BPDU）。下一节“Topology Change Notification BPDUs”有更多详细信息。
Flags——用于处理拓扑的变化，拓扑改变通知的内容在下一节。
Root BID （图6-15中的Root ID）——包含根网桥的桥ID，在收敛之后，在网桥网络中所有的配置BPDU的该域应当是同样的值（对于单个VLAN来说）。NetXRay将BID拆分为两个子域：网桥优先级和网桥MAC地址。详细信息请查看“第一步：选择一个根网桥”这一部分内容。
Root Path Cost——到根网桥的累计路径开销。详见前面“路径开销”章节部分。
Sender BID（图6-15中Bridge ID）——网桥用于创建BPDU使用的BID，这个域对某一个交换机（某个VLAN）发送的BPDU来说都是一样的，但交换机之间是不同的。详见“第三步：选择指定端口”章节内容。
Port ID——对每个端口来说包含一个唯一值。Port 1/1包含值0x8001，Port 1/2包含0x8002（但是这些数字是基于插槽数量来按组分块并且并非是连续的）。详见第七章“负载均衡”一节。
Message Age——记录根网桥产生该数据包后的时间。如果网桥和根网桥失去连接（因此没有接收到BPDU），在BPDU中该值将增长，以表明该数据已经过期了。在第256次后将从头开始计数<译者注原文：Encoded in 256ths of a second>。
Max Age——BPDU的最大保存时间，也影响拓扑改变通知处理期间网桥地址表的老化时间（稍后讨论）。详见“三个STP timer“一节。该值在第256次后将从头开始计数。
Hello Time——配置BPDU发送周期。根网桥在每个活动端口上每隔Hello Time秒发送配置BPDU。这将会使得另外的根网桥通过网络传播BPDU。详见“三个STP timer“一节。该值在第256次后将从头开始计数。
Forward Delay——处于监听和监听状态的的时间消耗，在拓扑改变通知处理期间也会影响timer（稍后讨论）。详见“三个STP timer“一节。该值在第256次后将从头开始计数。

表6-6总结了配置BPDU域。

Table 6-6. Configuration BPDU Fields

Field	Octets	Use
Protocol ID	2	Always 0
Version	1	Always 0
Type	1	Type of current BPDU 0 = Configuration BPDU
Flags	1	LSB = Topology Change (TC) flag MSB = Topology Change Acknowledgment (TCA) flag
Root BID	8	Bridge ID of current Root Bridge
Root Path Cost	4	Cumulative cost to Root Bridge
Sender BID	8	Bridge ID of current bridge
Port ID	2	Unique ID for port that sent this BPDU
Message Age	2	Time since Root Bridge-created BPDU used to derive current BPDU
Max Age	2	Period to save BPDU information
Hello Time	2	Period between BPDUs
Forward Delay	2	Time spent in Listening and Learning states