在每个LAN中都有一个交换机被称为选取(designated)交换机,它属于该LAN中根路径花费最少的交换机 。把LAN和选取交换机连接起来的端口就是LAN的选取端口(designated port) 。假如选取交换机中有两个以上的端口连在这个LAN上,则具有最高优先级的端口被选为选取端口 。拓扑结构如图2所示 。
由于交换机A具有最高优先级(桥标识最低),被选为根交换机,所以交换机A是LAN A和LAN B的选取交换机;假设交换机B的根路径花费为6,交换机C的根路径花费为4,那么交换机C被选为LAN C的选取交换机,亦即LAN C与交换机A之间的消息通过交换机C转发,而不是通过交换机B 。LAN C与交换机B之间的链路是一条冗余链路 。
2、BPDU编码
交换机之间定期发送BPDU包,交换生成树配置信息,以便能够对网络的拓扑、花费或优先级的变化做出及时的响应 。BPDU分为两种类型,包含配置信息的BPDU包称为配置BPDU(Configuration BPDU),当检测到网络拓扑结构变化时则要发送拓扑变化通知BPDU(Topology cHANGE nOTIFICATION BPDU) 。配置BPDU编码如图3所示 。
拓扑变化通知BPDU编码如图4所示 。
对于配置BPDU,超过35个字节以外的字节将被忽略掉;对于拓扑变化通知BPDU,超过4个字节以外的字节将被忽略掉 。
3、形成一个生成树所必需决定的要素
(1)决定根交换机
a、最开始所有的交换机都认为自己是根交换机;
b、交换机向与之相连的LAN广播发送配置BPDU,其root_id与bridge_id的值相同;
c、当交换机收到另一个交换机发来的配置BPDU后,若发现收到的配置BPDU中root_id字段的值大于该交换机中root_id参数的值,则丢弃该帧,否则更新该交换机的root_id、根路径花费root_path_cost等参数的值,该交换机将以新值继续广播发送配置BPDU 。
(2)决定根端口
一个交换机中根路径花费的值为最低的端口称为根端口 。
若有多个端口具有相同的最低根路径花费,则具有最高优先级的端口为根端口 。若有两个或多个端口具有相同的最低根路径花费和最高优先级,则端口号最小的端口为默认的根端口 。
(3)认定LAN的选取交换机
a、开始时,所有的交换机都认为自己是LAN的选取交换机 。
b、当交换机接收到具有更低根路径花费的(同一个LAN中)其他交换机发来的BPDU,该交换机就不再宣称自己是选取交换机 。假如在一个LAN中,有两个或多个交换机具有同样的根路径花费,具有最高优先级的交换机被先为选取交换机 。在一个LAN中,只有选取交换机可以接收和转发帧,其他交换机的所有端口都被置为阻塞状态 。
c、假如选取交换机在某个时刻收一了LAN上其他交换机因竞争选取交换机而发来的配置BPDU,该选取交换机将发送一个回应的配置BPDU,以重新确定选取交换机 。
(4)决定选取端口
LAN的选取交换机中与该LAN相连的端口为选取端口 。若选取交换机有两个或多个端口与该LAN相连,那么具有最低标识的端口为选取端口 。
除了根端口和选取端口外,其他端口都将置为阻塞状态 。这样,在决定了根交换机、交换机的根端口、以及每个LAN的选取交换机和选取端口后,一个生成树的拓扑结构也就决定了 。
4、拓扑变化
拓扑信息在网络上的传播有一个时间限制,这个时间信息包含在每个配置BPDU中,即为消息时限 。每个交换机存储来自LAN选取端口的协议信息,并监视这些信息存储的时间 。在正常稳定状态下,根交换机定期发送配置消息以保证拓扑信息不超时 。假如根交换机失效了,其他交换机中的协议信息就会超时,新的拓扑结构很快在网络中传播 。
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