BPDU

BPDU是運行STP的交換機之間交換的訊息幀。BPDU內包含了STP所需的路徑和優先權信息，STP便利用這些信息來確定根橋以及到根橋的路徑。

基本介紹

• 中文名：網橋協定數據單元
• 外文名：Bridge Protocol Data Unit
• 報文類型：BPDU類型
• 版本號：STP的版本(為IEEE 802.1d時值為0
• 協定ID：該值總為0。

概念介紹

網橋協定數據單元（Bridge Protocol Data Unit)。是一種生成樹協定問候數據包，它可以配置的間隔發出，用來在網路的網橋間進行信息交換。

當一個網橋開始變為活動時，它的每個連線埠都是每2s（使用預設定時值時）傳送一個BPDU。然而，如果一個連線埠收到另外一個網橋傳送過來的BPDU，而這個BPDU比它正在傳送的BPDU更優，則本地連線埠會停止傳送BPDU。如果在一段時間（預設為20s）後它不再接收到鄰居的更優的BPDU，則本地連線埠會再次傳送BPDU。

BPDU是網橋協定數據單元（Bridge Protocol Data Unit）的英文首字母縮寫。

主要欄位

協定ID：該值總為0。

版本號：STP的版本(為IEEE 802.1d時值為0)。

報文類型：BPDU類型(配置BPDU=0，TCN BPDU=80)。

標記域：LSB(最低有效位)=TCN標誌；MSB(最高有效位)=TCA標誌。

根網橋ID：根信息由2位元組優先權和6位元組ID組成。這個信息組合標明已經被選定為根網橋的設備標識。

根路徑成本：路徑成本為到達根網橋交換機的STP開銷。表明這個BPDU從根網橋傳輸了多遠，成本是多少。這個欄位的值用來決定哪些連線埠將進行轉發，哪些連線埠將被阻斷。

傳送網路橋ID：傳送該BPDU的網橋信息。由網橋的優先權和網橋ID組成。

連線埠ID：傳送該BPDU的網橋連線埠ID。

計時器：計時器用於說明生成樹用多長時間完成它的每項功能。這些功能包括報文老化時間、最大老化時間、訪問時間和轉發延遲。

最大老化時間：網橋將將根橋看做不可用前保留根ID的最大時間。

訪問時間：根網橋連續傳送BPDU的時間間隔。

轉發延遲：網橋在監聽學習狀態所停留的時間。

網橋方式

BPDU究竟是如何工作的呢？

這得從網橋說起。網橋有三種典型的方式：透明橋、源路由橋與源路由透明橋。

網橋典型地連線兩個用同樣介質存取控制方法的網段，IEEE 802.1d規範（此規範是為所有的802介質存取方法開發的）定義了透明橋。源路由橋是由IBM公司為它的令牌環網路開發的；而源路由透明橋則是透明橋和源路由橋的組合。橋兩邊的網段分屬於不同的衝突域，但卻屬於同一個廣播域。

路徑連線原理

在一個橋接的區域網路里，為了增強可靠性，必然要建立一個冗餘的路徑，網段會用冗餘的網橋連線。但是，在一個透明橋橋接的網路里，存在冗餘的路徑就能建立一個橋迴路，橋迴路對於一個區域網路是致命的。

生成樹協定是一種橋嵌套協定，在IEEE 802.1d規範里定義，可以用來消除橋迴路。它的工作原理是這樣的：生成樹協定定義了一個數據包，叫做橋協定數據單元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。網橋用BPDU來相互通信，並用BPDU的相關機能來動態選擇根橋和備份橋。但是因為從中心橋到任何網段只有一個路徑存在，所以橋迴路被消除。

在一個生成樹環境裡，橋不會立即開始轉發功能，它們必須首先選擇一個橋為根橋，然後建立一個指定路徑。在一個網路裡邊擁有最低橋ID的將變成一個根橋，全部的生成樹網路裡面只有一個根橋。根橋的主要職責是定期傳送配置信息，然後這種配置信息將會被所有的指定橋傳送。這在生成樹網路裡面是一種機制，一旦網路結構發生變化，網路狀態將會重新配置。

當選定根橋之後，在轉發數據包之前，它們必須決定每一個網段的指定橋，運用生成樹的這種算法，根橋每隔2秒鐘從它所有的連線埠傳送BPDU包，BPDU包被所有的橋從它們的根連線埠複製過來，根連線埠是接根橋的那些橋連線埠。BPDU包括的信息叫做連線埠的COST，網路管理員分配連線埠的COST到所有的橋連線埠，當根橋傳送BPDU的時候，根橋設定它的連線埠值為零。然後沿著這條路徑，下一個橋增加它的配置連線埠COST為一個值，這個值是它接收和轉發數據包到下一個網段的值。這樣每一個橋都增加它的連線埠的COST值為它所接收的BPDU的包的COST值，所有的橋都檢測它們的連線埠的COST值，擁有最低連線埠的COST值的橋就變為了指定的橋。擁有比較高連線埠COST值的橋置它的連線埠進入阻塞狀態，變為了備份橋。在阻塞狀態，一個橋停止了轉發，但是它會繼續接收和處理BPDU數據包。