分类：网络安防

指定端口是交换机向所连网段转发配置BPDU的端口， 每个网段有且只能有一个指定端口。 一般情况下， 根桥的每个端口总是指定端口。

根端口是非根交换机去往根桥路径最优的端口。 在一个运行STP协议的交换机上最多只有一个根端口， 但根桥上没有根端口。如果一个端口既不是指定端口也不是根端口， 则此端口为预备端口。 预备端口将被阻塞。

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注意事项：

交换机通电启动后，还不知道网络中有没有别人，所以认为是根桥，并把这个消息通过BPDU通告出去，每台交换机也会收到其他交换机发来的BPDU，比较一下其中的BID，即可选举出根桥。

根桥选出后，其他交换机都可以叫指定桥。指定桥不再主动发出BPDU，只会转发根桥的BPDU。根桥每间隔Hello Time（默认2秒）时间周期性发出BPDU。

STP中选举根端口时需要考虑以下：端口优先级、端口到达根交换机的Cost、端口槽位编号，如G0／0／1。

STP协议利用BPDU中三个Field――路径开销、网桥ID、端口优先级／端口ID来确定到根桥的最佳路径顺序：

路径开销：所有端口开销的综合为路径开销，路径开销低的端口为转发端口。网桥ID：同一个交换机上有两条链路达到根桥（如平行链路），那么最佳路径就由下面的端口优先级或端口ID决定

端口优先级／端口ID：端口优先级范围0～63，缺省值32，具有低优先级的端口将转发数据。如果端口优先级相同，端口ID则是决定因素，低端口ID将转发数据。

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STP 端口状态

Disable – 被关闭的端口，Blocking – 初始状态或是被 STP 阻塞状态，该状态停留 Max Age，始终只能收到 BPDU，如果 Max Age 都没有收到 BPDU，就转到 Listening 状态

Listening – 收发 BPDU，以确信在传输数据帧时网络无环路，停留 Forward Delay

Learning – 收发 BPDU，学习 MAC 地址，但不转发数据帧，停留 Forward Delay

Forwarding – 除非不存在环路，并且确定它是到达根交换机的最佳路径，不然永远不会进入该状态。

最大值是60字节。

占4位,可表示的最大数值是15个单位(一个单位为4字节)因此IP的首部长度的最大值是60字节 区分服务: 占8位,用来获得更好的服务,在旧标准中叫做服务类型。

但实际上一直未被使用过.1998年这个字段改名为区分服务.只有在使用区分服务(DiffServ)时,这个字段才起作用.一般的情况下都不使用这个字段。

网际协议版本4（英语：Internet Protocol version 4，IPv4），又称互联网通信协议第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。

IPv4是互联网的核心，也是使用最广泛的网际协议版本，其后继版本为IPv6，直到2011年，IANA IPv4位址完全用尽时，IPv6仍处在部署的初期。

发展历史：

IPv4在IETF于1981年9月发布的 RFC 791 中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的 RFC 760。

IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。此协议会尽最大努力交付数据包，意即它不保证任何数据包均能送达目的地，也不保证所有数据包均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。

2019年11月26日，全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕，这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。

RSTP (Rapid STP)，传统的STP协议收敛的时间分为两部分
1. 选角色时间
2. 选角色之后的等待时间(时长为2倍的Forwarding Delay time)
2倍 Forwarding Delay time的由来：
1. 第一个Forwarding Delay Time，在网络拓扑变化时，各个桥需要重新选举Root Port和 Backup Port。如果在各桥没有选出新的Root Port和Backup Port时，将新的Root Port设置为Forwarding，这样就导致整个网络有瞬间的环路。
2. 第二个Forwarding Dealy Time，在网络拓扑变化后，各个桥都选举出了对应的 RootPort和Backup Port，并且进行了MAC地址的调整(flush某些端口上的mac地址)，此时如果直接放通新的RootPort，会导致一瞬间的未知名单播泛洪，对整个网络造成冲击。所以需要保持learning状态15s，待MAC收敛后，再Forwarding RootPort。

STP的收敛主要是靠定时器维持，而RSTP不同。RSTP采用Proposal/Agree机制来实现快速的收敛。

Proposal/Agree机制：

原网络topo中，AP处于DISABLE状态，EP为Forward，但仅连接用户，不会造成环路。DP处于FORWARDING状态，RP亦处于FORWARDING状态。

新网络中，由于新的链路UP起来，网络的TOPO发生了变化。刚UP起来，双方STP状态均为BLOCK。假设最上方交换机为 “根桥” ，由于新的RP(此时还没成为RP)距离根桥的路径更短，根桥从DP向下发交换机发送一封BPDU报文， 建议 其将自己设置为 “指定交换机” ，将直连端口设置为RP。下方交换机收到建议后，将直连端口设置为RP，BLOCK自己的DP，并FORWARDING新RP，通过新RP向上方交换机发送一封Agree报文，上方交换机收到后，设置DP为FORWARDING。这样，从拓扑变化的交换机开始，一级一级向叶子节点收敛。

根端口和指定端口的作用同STP协议中定义，Alternate端口和Backup端口的描述如下：

从配置BPDU报文发送角度来看：
Alternate端口是由于学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。
Backup端口是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。

从用户流量角度来看：
  Alternate端口作为根端口的备份端口，提供了从指定桥到根的另一条可切换路径。
Backup端口作为指定端口的备份，提供了另外一条从根节点到叶节点的备份通路。

RSTP端口状态

Forwarding

在这种状态下，端口既转发用户流量又接收/发送BPDU报文。

Learning

这是一种过渡状态。在Learning下，交换设备会根据收到的用户流量，构建MAC地址表，但不转发用户流量，所以叫做学习状态。
Learning状态的端口接收/发送BPDU报文，不转发用户流量。

Discarding

Discarding状态的端口只接收BPDU报文。