BPDU – Bridge Protocol Data Units

在网络初始时，所有交换机都会相互发送 BPUD 信息；
设备发现自己的 BPUD 优先级（BID）不如其他交换机，因此不再发送 BPDU 信息；
当网络稳定之后，Root Bridge 才会发送 BPDU 信息，包括 Root Bridge 的信息；其他设备的 Designated Port 将转发 BPDU 信息；

| IEEE 802.3 Ethernet | BPDU |

为了计算生成树，交换机之间需要交换相关的信息和参数，这些信息和参数被封装在 BPDU（Bridge Protocol Data Unit）中。

PID，Protocol ID，2 bytes（0x0000 IEEE 802.1D）
针对我们这里讨论的 STP 协议，该字段为 0x00 值；

PVI，Protocol Version ID，1 byte（0x00 Config & TCN / 0x02 RST / 0x03 MST / 0x04 SPT BPDU）
针对我们这里讨论的 STP 协议，该字段为 0x00 值；如果我们讨论 RSTP 协议，则该字段为 0x02 值；

BPDU Type，网桥协议数据单元，1 byte。在标准 STP（IEEE 802.1D）中有两种类型：

1） CBPDU, Configuration BPDU，BPDU Type=0x00：Bridge ID、路径开销、Port ID 等参数。STP 协议通过在交换机之间传递配置 BPDU 来选举 Root Bridge，以及确定每个交换机端口的角色和状态。在初始化过程中，每个桥都主动发送 CBPDU。在网络拓扑稳定以后，只有根桥主动发送 CBPDU，其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后，才会发送自己的配置BPDU。

2）TCN BPDU，BPDU Type=0x80：下游交换机感知到拓扑发生变化时，向上游发送的拓扑变化通知（这是控制信息，从根端口转发），此时使用该类型报文。

Flags，标志位，1 byte，在 STP 中，仅使用 第一位（TC，Topology Change）与 第八位（Topology Change Acknowledgement），与拓扑变化有关。

在 CBPDU 中，包含足够的信息来保证设备完成生成树计算，其中包含的重要信息如下：

1）Root ID，8 byte：由 Root Bridge 的优先级和MAC地址组成，每个STP网络中有且仅有一个根。
2）RPC，Root Path Cost，根路径开销，4 byte：到根桥的最短路径开销。
3）Bridge ID，指定桥 ID，8 byte：由指定桥的优先级和 MAC 地址组成。指定桥：指定端口所在的桥（即 BPDU 的来源）；
4）Port ID，指定端口 ID，2 byte：由指定端口的优先级和端口号组成。
5）Message Age，2 byte： CBPDU 在网络中传播的生存期。每经过一个交换机会 +1，当达到 20 时，其他交换机不会再使用；
6）Max Age，2 byte： CBPDU 在设备中能够保存的最大时间。在 Max Age 之内，如果未收到 Root Bridge 的 BPUD 帧，则网络出现问题，进行重新选举；
7）Hello Time，2 byte： CBPDU 发送的周期，每 2s 发送一次；
8）Forward Delay，2 byte：端口状态迁移的延时，15s

时间参数说明

在 STP 中，包含一些重要的时间参数，这里举例说明如下：
1）Hello Time：运行 STP 的设备发送 Configuration BPDU 的时间间隔（default=2s），以检测链路是否存在故障。交换机每隔 HelloTime 会向周围交换机发送 Configuration BPDU，以确认链路是否存在故障。当网络拓扑稳定后，该值仅在根桥上修改才有效；
2）Message Age：如果配置BPDU是根桥发出的，则Message Age为0。否则，Message Age是从根桥发送到当前桥接收到BPDU的总时间，包括传输延时等。实际实现中，配置BPDU报文每经过一个交换机，Message Age增加1。
3）MaxAge 是指：BPDU报文的老化时间(默认20S)，可在根桥上通过命令人为改动这个值。Max Age通过配置BPDU报文的传递，可以保证MaxAge在整网中一致。非根桥设备收到配置BPDU报文后，会将报文中的Message Age和Max Age进行比较:如果Message Age小于等于Max Age，则该非根桥设备会继续转发配置BPDU报文。如果Message Age大于Max Age，则该配置BPDU报文将被老化掉。该非根桥设备将直接丢弃该配置BPDU，并认为是网络直径过大，导致了根桥连接失败。