bpdu报文类型及格式

BPDU (Bridge Protocol Data Unit)是数据链路层的协议之一，它被用于交换桥协议信息，用于网络中的交换机之间维护一致的连通性树结构。它是STP (Spanning Tree Protocol)算法所需要的基本信息交换载体。本文将从BPDU报文类型、报文格式以及报文内容三个角度详细解释BPDU的工作原理。

BPDU报文类型

BPDU报文类型分为配置型、TCN（Topology Change Notification）型两种。其中，配置型BPDU主要是用来传送STP算法相关的参数信息，包括生成配置BPDU以及相应的确认报文Hello BPDU。TCN BPDU用于通知拓扑结构的变化信息。

BPDU报文格式

BPDU是一种二层协议，不同于一些常见的网络协议至少有网络层IP协议和传输层TCP/UDP协议。BPDU在数据链路层通过数据帧进行传输，其数据帧结构如下：

- DA (Destination Address)：设备的MAC地址（01-80-C2-00-00-00）；

- SA (Source Address)：源设备的MAC地址；

- Ethertype：表示将要使用的网络层协议；

-版本号和类型（2字节）：Version(4bits)：描述此协议版本号；Type(12bits)：对应上面两种BPDU报文类型之一；

- 标志（1字节）：Protocol Identifier：描述所使用的协议ID号；

- 优先级和ID（2字节）：Priority(2 bits)：描述生成树的优先级；Spanning-tree Identifier(6 bytes)：生成树的唯一ID；

- 前置字节（1字节）：用于多种消息类型，长度介于4和59字节；

- Root ID (8 bytes)：全局根桥的ID；

- Cost (4 bytes)：头端口连接到根网桥的开销；

- Bridge ID (8 bytes)：该网桥的ID；

- Port ID (2 bytes)：交换机上接口的ID号；

- Message Age (2 bytes)：从生成树变革时开始的秒数；

- Max Age (2 bytes)：从根网桥到交换机的最大时间；

- Hello Time (2 bytes)：向所有接口广播自己的基本计时器；

- Fwd Delay (2 bytes)：指示通过交换机时转发数据包的时间。

BPDU报文内容

BPDU报文中包含了交换机优先级、MAC地址以及连接到根桥的开销等重要参数。交换机根据这些参数来确定生成树中的根，以及为什么使用哪个连接路径。如果网络中移除或添加了一个交换机，网络管理员必须重新计算各个接口链路的开销值，并更新生成树信息，以此来确保网路始终保持连通。

在实际应用中，BPDU报文可以通过网络协议分析工具进行观察和捕捉，以发现网络链路的异常以及帮助排查故障。