没别的，就聊聊STP协议（二）
零、前言
在第一篇STP文章中，咱们只是就STP的建立做了一些了解：怎么选举根桥，怎么选举根端口，怎么选举指定端口以及阻塞那些端口。站在咱们的视角，咱们看到了每个交换机以及它的端口处于各自的角色，但咱们站在交换机的视角来看问题，是不是会不一样呢？咱们今天就来聊聊STP协议下的交换机的五种状态，以及当网络中拓扑发生变化时（设备变动或链路变动等等），交换机又如何应对这些计划之外的意外？
一、STP下的交换机有哪些状态？
状态名称 状态描述 禁用（Disable） 该接口不能收发BPDU，也不能收发业务数据帧，例如接口为down 阻塞（Blocking） 该接口被STP阻塞。处于阻塞状态的接口不能发送BPDU，但是会持续侦听BPDU，而且不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习 侦听（Listening） 当接口处于该状态时，表明STP初步认定该接口为根接口或指定接口，但接口依然处于STP计算的过程中，此时接口可以收发BPDU，但是不能收发业务数据帧，也不会进行MAC地址学习 学习（Learning） 当接口处于该状态时，会侦听业务数据帧（但是不能转发业务数据帧），并且在收到业务数据帧后进行MAC地址学习 转发（Forwarding） 处于该状态的接口可以正常地收发业务数据帧，也会进行BPDU处理。接口的角色需是根接口或指定接口才能进入转发状态
咱们这次假装自己是交换机哦，然后想想咱们的每个接口在各个状态都要干点啥玩意儿：
- 禁用状态：“休眠阶段”，接口关闭，不管谁发的数据我都不接受。
丑拒一切数据 - 阻塞状态：“潜水阶段”，我就是不说话，你们聊，我就听着，听完左耳朵进右耳朵出。
- 侦听状态：“群内选举管理员阶段”，通常这个时候各个兄弟们都在群里展示自己的“光辉事迹”，除了选举之外的事一点都不讨论。
等当上管理员了就不管那么多了 - 学习状态：“相互认识阶段”，当管理员选完了，都得认识认识群里各个兄弟姐妹了，等摸透了群里哪个大佬路径开销最短咱们就能抱大腿了。
- 转发状态：“群聊开始”，现在知道群里各位巨佬、大佬、菜鸡和萌新的实力了，就能愉快的聊（gao）技（yan）术（se）了。当然，群主（根桥）会定时在群里喊话（BPDU），然后每个交换机就会从根端口接收，指定端口发送，一直传下去。
下面这张就是每个状态之间的切换流程图：
哦对了，忘了提一句了，还记得上一篇咱们提到过3个时间相关的字段吗？重新放到下面帮各位回忆一下：
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Max Age | 最大寿命，当一段时间未收到任何BPDU，生存期到达最大寿命时，网桥认为该接口连接的链路发生故障。默认20s |
| Hello Time | 根网桥连续发送的BPDU之间的时间间隔，默认2s |
| Forward Delay | 转发延迟，在侦听和学习状态所停留的时间间隔，默认15s |
Forward Delay字段也定义了从学习状态到转发状态的延迟时间，也就是说，非酋附体，运气无底线的情况下，Hello包刚发完，链路就出问题，那最后要多久才能稳定?（网络从变化到稳定我们叫做 网络收敛 ，反之我们叫 网络震荡 ）
总时间 = Hello报文间隔（0~2秒） + 最大寿命（20秒） + 转发延迟间隔（15秒，侦听状态到学习状态） + 转发延迟间隔（15秒，学习状态到转发状态） = 50~52秒！！！
想想这50秒~52秒的收敛时间，在座的各位会不会在网络收敛之前就有种砸电脑的想法呢？那有没有办法稍微快点呢？比如这个“最大寿命（Max Age）的20秒”，就不能“干掉”得快一点吗？咱们接下来就聊聊STP中怎么才能让收敛快那么一点。
二、怎么才能收敛得快一点呢？
还是先来一张拓扑：
然后咱们先聊聊三种报文，TC报文，TCA报文与TCN报文：
- TC（Topology Change，拓扑变化）报文：其实就是配置BPDU的Flags位中的Topology Change字段置为1而已。
- TCA（Topology Change Acknowledgement，拓扑变化确认）报文：Flags位中的Topology Change Acknowledgement置为1。
- TCN（Topology Change Notification）报文：包含协议标识、版本号和类型字段，只用于通知“拓扑变化”这个动作。
回忆一下哈，忘记的话也可以看看上一篇文章中的报文格式：
| 字段 | 描述 |
|---|---|
| Flags | 标志，STP只使用了该字段的最高及最低两个比特位，最低位是TC（Topology Change，拓扑变更）标志，最高位是TCA（Topology Change Acknowledgment，拓扑变更确认）标志 |
假如咱们把右侧的线路直接断掉会怎么样呢？就能看到下面这样的报文交换的过程（起手抓个包）：
截一个TC报文出来（TCA就是把上面的Topology Change Acknowledgement置为1）：
相对而言，TCN报文就简洁多了，毕竟只是通知一下对端拓扑变化了而已，也截一个TCN出来看看：
那这三种报文有什么作用呢？这TCN将拓扑变化的消息传到根桥那里，然后根桥再下发TC来通知进行选举，然后咱们就成功得省去了最大寿命等待的20秒，哈哈哈，是不是感觉稍微好一些了呢？
三、结尾
虽然说的确是借助TC、TCA、TCN省去了20秒，但依旧还有30秒~32秒的延迟，这也忍不了啊。所以为了改进STP，制定了STP的升级版本：RSTP（Rapid spanning Tree Protocol，快速生成树），这玩意儿又是啥？又能节省多少时间呢？ 不多，就亿点点。 各位看官莫急，咱们慢慢来，没别的，就聊聊而已。
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