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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。站在我们的视角来看每个交换机以及它的端口处于各自的角色，但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？

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表1 五种STP状态

这次站在交换机角度，来想想交换机每个接口在各个状态都要做些什么：

1. 禁用状态：“休眠阶段”，接口关闭，不管谁发的数据我都不接受。
2. 阻塞状态：“潜水阶段”，不说话，但一直监听着，听完左耳朵进右耳朵出。
3. 侦听状态：“群内选举管理员阶段”，通常这个时候各个交换机都在炫耀自己的“光辉事迹”，除了选举之外的事一点都不讨论。
4. 学习状态：“相互认识阶段”，当管理员选完了，都得认识各位其他交换机了，等熟悉了各个交换机的路径开销，就能开始考虑干活了。
5. 转发状态：“群聊开始”，现在知道群里各个交换机的路径信息了，就能愉快的传输数据了。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：

图1 五种STP状态切换

还记得上一篇咱们提到过3个与时间相关的字段吗？重新放到下面帮各位回忆一下：

表2 三个时间相关报文字段

Forward Delay字段也了从学习状态到转发状态的延迟时间，也就是说，运气差到无底线的情况下，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，是不是也太长了点？那有没有办法稍微快点？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。

还是先来一张拓扑：

图2 STP拓扑

然后咱们先介绍三种报文，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：

表3 Flags字段

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）：

图3 拓扑变化后的STP报文通信流程

截一个TC报文出来（TCA就是把上面的Topology Change Acknowledgement置为1）：

图4 捕获TC报文

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：

图5 捕获TCN报文

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，是不是感觉稍微好一些了？

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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），这玩意儿能节省多少时间呢？下一篇文章咱们继续。