概念术语

注意事项：
1）我们学习 STP 协议，应该关注选举：选举范围、选举方法、设备状态；
2）各交换机会根据在 BPDU 中的信息，确定自己的角色。因此，如下选举过程并非依次发生，而是同时发生。

Bridge，桥，网桥

解释：在 STP 中，也就是交换机。

Bridge ID，BID，桥身份标识

解释：每台接入网络的交换机，都具有唯一身份，这个身份被称为 BID（Bridge ID）。

在 IEEE 802.1D Standers 中，规定 BID 由两部分组成：
1）高 16bit 的桥优先级（Bridge Priority）
2）低 48bit 的桥物理地址（MAC Address）

Bridge ID = Priority (4 bits) + locally assigned system ID extension (12 bits) . ID [MAC address] (48 bits))

每台运行 STP 的交换机都拥有一个唯一的 BID 参数。

在STP网络中，BID最小的设备会被选举为根桥。

Root Bridge，根桥

解释：在连续的 STP 交换网络中，某台交换机的角色。在多台交换机间，通过相互选举而确定的。根桥是生成树进行拓扑计算的参考点，是无环拓扑的树根。

Port ，端口

解释：无特殊含义，仍指交换机物理端口。

Port ID，PID，端口身份标识

解释：运行 STP 的交换机使用 PID 来标识每个接口，PID 主要用于在特定场景下选举指定接口（DP）。

PID 由两部分构成的：
1）高 4bit 是接口优先级；
2）低 12bit 是接口编号；

Port ID = priority (4 bits, default=128) + ID (Interface number) (12 bits)

激活 STP 的接口会维护一个缺省的接口优先级。在华为交换机上，该值为 128。用户可以根据实际需要，通过命令修改该优先级。

Port Roles

Root Port，RP，根端口

解释：Root Port，在 Non-root Bridage 上，是其直连到 Root Bridge 的端口，即离 Root Bridage 最近的端口，负责向 Root Bridage 方向转发数据。一个非根桥设备上会有多个端口与网络相连，为了保证从某台非根桥设备到根桥设备的工作路径是最优且唯一的，就必须从该非根桥设备的端口中确定出一个被称为“根端口”的端口，由根端口来作为该非根桥设备与根桥设备之间进行报文交互的端口。

在选举出根桥后，根桥仍然持续发送BPDU，而非根桥将持续不断的收到根桥发送的BPDU。因此，在所有非根桥上选举一个距离根桥“最近”的端口（根端口），在网络收敛后，根端口将不断的收到来自根桥的BPDU。

即：根端口保证了交换机与根桥之间工作路径的唯一性和最优性。

注意：一个非根桥设备上，最多只能有一个根端口。

Designated Port，DP，指定端口

解释：在网络中的每个链路与根桥间的工作路径必须是唯一的且最优的。当一个链路有两条及以上的路径通往根桥时（该链路连接了不同的交换机，或者该链路连接了同一台交换机的不同端口），与该链路相连的交换机（可能不止一台）就必须确定出一个唯一的指定端口。对一台交换设备而言，它的指定端口是向下游交换设备转发BPDU报文的端口。因此，每个链路（Link）选举一个指定端口，用于向这个链路发送 BPDU 报文。

注意：一般情况下，根桥上不存在任何根端口，只存在指定端口。

Blocked Port, BP

阻塞端口（阻塞非根、非指定端口），这些端口进入阻塞状态，不会进行数据转发。

Alternate Port，AP，预备端口，该类型的端口也会进入阻塞状态。AP 是 RSTP 引入的端口类型，我们这里讨论的是 STP 协议，但是 BP 和 AP 经常会被混合使用，而不做严格区分。

Port Cost，接口开销

解释：每个激活 STP 的接口都维护着自己的 Cost 值。

接口开销计算方法：
1）简单说，接口开销的计算方法是“查表”；
2）根据接口速率、接口模式（双工模式）、计算标准，“查表”得到接口开销值；
—- 华为设备支持的接口开销计算标准：（1）IEEE 802.1D-1998；（2）IEEE 802.1T；（3）华为私有计算方法；

如下图，为华为设备文档提供的接口开销计算表：

注意事项：
1）如果使用多个厂商的设备进行组网，那么应该采用相同的接口开销计算标准。

Root Path Cost，RPC，根路径开销

解释：接口的 Cost 主要用于计算 根路径开销（Root Path Cost），也就是到达 Root Bridge 的开销。

路径开销的计算方法：
1）对于路径开销，需要计算达到根桥的交换机的数据报文出接口（即从根桥到该设备沿途所有入方向接口的 Cost 累加）；

BPDU, Bridge Protocol Data Units

解释：BPDU（网桥协议数据单元）是 STP 的协议报文，是 STP 能够正常工作的根本。交换机开启 STP 协议，交换机会交互 BPDU 报文，这些 BPDU 报文携带着重要信息，正是基于这些信息，STP 才能够顺利工作，以创建生成树。

在标准生成树中，BPDU 分为两种类型：
1）CFG BPDU（Configuration BPDU），是 STP 进行拓扑计算的关键；
2）TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU），是在网络拓扑发生变更时才会被触发；

注意事项：BPDU 不是在交换机间转发，而是由交换机产生并向下发送。

配置 BPDU 的比较原则

对于STP而言，最重要的工作就是在交换网络中计算出一个无环拓扑。在拓扑计算的过程中，一个非常重要的内容就是 CFG BPDU 的比较。在 CFG BPDU 中，有四个字段非常关键，它们是“根桥ID”、“根路径开销”、“网桥ID”、“接口ID”，这四个字段便是交换机进行 CFG BPDU 比较的关键内容。

STP 按照如下顺序选择最优的 CFG BPDU：
1）最小的 BID
2）最小的 RPC
3）最小的 BID
4）最小的 PID

在这四条原则中（每条原则都对应 CFG BPDU 中的相应字段）：
1）第一条原则主要用于在网络中选举根桥，
2）后面的原则主要用于选举根接口及指定接口。