STP/RSTP/MSTP帧格式

STP帧格式

图1 STP帧格式

字段内容	说明
Protocol Identifier	协议ID＝“0”
Protocol Version Identifier	协议版本标识符，STP为0，RSTP为2，MSTP为3。
BPDU Type	BPDU类型，MSTP为0x02。 0x00：STP的Configuration BPDU 0x80：STP的TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU） 0x02：RST BPDU（Rapid Spanning-Tree BPDU）或者MST BPDU（Multiple Spanning-Tree BPDU）
Flags	对于“标记域”（Flags），第一个bit（左边、高位bit）表示“TCA（拓扑改变响应）”，最后一个bit（右边、低位bit）表示“TC（拓扑改变）”。
Root Identifier	网桥ID都是8个字节——前两个字节是网桥优先级，后6个字节是网桥MAC地址。
Root Path Cost	根路径开销，本端口累计到根桥的开销。
Bridge Identifier	发送者BID，本交换机的BID。
Port Identifier	发送端口PID，发送该BPDU的端口ID。
Message Age	该BPDU的消息年龄。
Max Age	消息老化年龄。
Hello Time	发送两个相邻BPDU间的时间间隔。
Forward Delay	控制Listening和Learning状态的持续时间。

RSTP帧格式

在BPDU的格式上，除了保证和STP格式基本一致之外，RSTP作了一些小的变化。一个是在Type字段，配置BPDU类型不再是0而是2，版本号也变成了2。所以运行STP的交换机收到该类BPDU时会丢弃。

另一个变化是在Flag字段，把原来保留的中间6位使用起来。这样改变了的配置BPDU叫做RST BPDU。

RSTP Flag字段格式：

Bit7：TCA
Bit6：Agreement
Bit5：Forwarding
Bit4：Learning
Bit3和Bit2：端口角色
- 00：未知
- 01：根端口
- 10：Alternate / Backup
- 11：指定端口
Bit1：Proposal
Bit0：TC

MSTP帧格式

多生成树协议MSTP是生成树协议的一种，用于消除网络环路，它兼容生成树协议STP和快速生成树RSTP协议，并且弥补了两者的缺陷。

MSTP使用多生成树桥协议数据单元MST BPDU（Multiple Spanning Tree Bridge Protocol Data Unit）作为生成树计算的依据。 MST BPDU报文用来计算生成树的拓扑、维护网络拓扑以及传达拓扑变化记录。MST BPDU报文结构如下图所示：

图2 MSTP帧格式

无论是域内的MST BPDU还是域间的，前35个字节和RST BPDU相同。

从第36个字节开始是MSTP专有字段。最后的MSTI配置信息字段由若干MSTI配置信息组连缀而成。

MST BPDU中的主要信息如下表所示。

字段	说明
Protocol Identifier	协议标识符。
Protocol Version Identifier	协议版本标识符，STP为0，RSTP为2，MSTP为3。
BPDU Type	BPDU类型，MSTP为0x02。 0x00：STP的Configuration BPDU 0x80：STP的TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU） 0x02：RST BPDU（Rapid Spanning-Tree BPDU）或者MST BPDU（Multiple Spanning-Tree BPDU）
CIST Flags	CIST标志字段。
CIST Root Identifier	CIST的总根交换机ID。
CIST External Path Cost	CIST外部路径开销指从本交换机所属的MST域到CIST根交换机的累计路径开销。CIST外部路径开销根据链路带宽计算。
CIST Regional Root Identifier	CIST的域根交换机ID，即IST Master的ID。如果总根在这个域内，那么域根交换机ID就是总根交换机ID。
CIST Port Identifier	本端口在IST中的指定端口ID。
Message Age	BPDU报文的生存期。
Max Age	BPDU报文的最大生存期，超时则认为到根交换机的链路故障。
Hello Time	Hello定时器，缺省为2秒。
Forward Delay	Forward Delay定时器，缺省为15秒。
Version 1 Length	Version1 BPDU的长度，值固定为0。
Version 3 Length	Version3 BPDU的长度。
MST Configuration Identifier	MST配置标识，表示MST域的标签信息，包含4个字段： Configuration Identifier Format Selector：固定为0。 Configuration Name：“域名”，32字节长字符串。 Revision Level：2字节非负整数。 Configuration Digest：利用HMAC-MD5算法将域中VLAN和实例的映射关系加密成16字节的摘要。只有MST Configuration Identifier中的四个字段完全相同的，并且互联的交换机，才属于同一个域。
CIST Internal Root Path Cost	CIST内部路径开销指从本端口到IST Master交换机的累计路径开销。CIST内部路径开销根据链路带宽计算。
CIST Bridge Identifier	CIST的指定交换机ID。
CIST Remaining Hops	BPDU报文在CIST中的剩余跳数。
MSTI Configuration Messages (may be absent)	MSTI配置信息。每个MSTI的配置信息占16 bytes，如果有n个MSTI就占用n×16bytes。单个MSTI Configuration Messages的字段说明如下： MSTI Flags：MSTI标志。 MSTI Regional Root Identifier：MSTI域根交换机ID。 MSTI Internal Root Path Cost：MSTI内部路径开销指从本端口到MSTI域根交换机的累计路径开销。MSTI内部路径开销根据链路带宽计算。 MSTI Bridge Priority：本交换机在MSTI中的指定交换机的优先级。 MSTI Port Priority：本交换机在MSTI中的指定端口的优先级。 MSTI Remaining Hops：BPDU报文在MSTI中的剩余跳数。

帧示例

图3 STP帧格式

图4 RSTP帧格式

参考标准

标准	描述
IEEE Std 802.1S	Virtual Bridged Local Area Networks—Amendment 3: Multiple Spanning Trees
IEEE Std 802.1D	Information technology—Telecommunicationsand information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Common specifications—Part 3:Media Access Control (MAC) Bridges.]
IEEE Std 802.1W	IEEE Standard for Information technology—Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Common specifications—Part 3: Media Access Control (MAC) Bridges—Amendment 2: Rapid Reconfiguration. [Amendment to IEEE Std 802.1D, 1998 Edition (ISO/IEC 15802-3:1998) and IEEE Std 802.1t-2001].