STP故障

1、根桥故障

在稳定的STP拓扑里面，非根桥会定期收到来自根桥的BPDU报文，如果根桥发生了故障，停止发送BPDU报文，下游交换机就无法收到来自根桥的BPDU报文。如果下游交换设备在MaxAge(default=20s)内没有收到BPDU报文，就会导致已经收到的BPDU报文老化过期，此时，非根端口开始互相发送配置BPDU报文，重新进行根桥选举。根桥故障会导致50s左右的恢复时间，恢复时间约等于MaxAge+2*ForwadDelay。

2、链路故障

2.1 直连链路故障

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当SW3的RP端口失效后，对于SW3来说需要开启其AP端口，所以对于SW3属于直连链路故障，则其Alternate端口会迁移到Listening、learning、forwarding状态，经过两倍的forwarddelay后恢复到转发状态，即30s时间收敛。

2.2 非直连链路故障

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站在AP的角度考虑

当SW2的RP端口失效后，对于SW3来说不是直连链路故障，无法直接检测到，所以属于非直接链路故障。此时，SW2在RP失效后，无法再接收到根桥的信息，所以此时SW2会认为自己为根桥，会向SW3通过DP端口发送自身的配置BPDU，但是由于SW3仍然保存有之前根桥的BPDU所以在接受到SW2的次优BPDU时不会处理，但是当之前的根桥的BPDU在MAX age20s失效后就会处理该次优BPDU，但是由于SW3仍然通过RP接受到根桥的配置BPDU，所以会发送给SW2最优的根桥BPDU（注：华为设备的STP状态下接收到次优的BPDU会立即回送最优的BPDU无需等待MaxAge。），SW2和SW3通过这次BPDU的交互可以计算出SW2的DP应该为RP，SW3的AP应该为DP，所以此时端口角色切换完成，但是DP和RP要进入转发状态还需要等待两个转发延时即30s,所以出现此故障需要Max Age加上两倍的Forward Delay 即50s的时间。

拓扑改变导致MAC地址表错误

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STP协议MAC地址表刷新机制：

MAC地址表的默认老化时间是300s,在这段时间内，SWB无法将数据从G0/0/2端口转发给主机B
SWC发现自己的根端口失效，发送TCN BPDU给根桥。TCN通常从AP或RP发出，
上游交换机收到后，回送TCA BPDU。并且继续向上游发送TCN BPDU，直到到达根桥。
根桥收到后全网发送TC BPDU。持续发送35s。（因为这段时间生成树不稳定，交换机时时刻刻学习到mac地址。）
下游交换机收到TC BPDU后将自身除边缘端口外的所以端口的MAC地址表的老化时间强制设置为15s.
边缘端口标准STP协议是不支持的，但是华为的STP协议支持边缘端口的设置。
什么情况下交换机会认为拓扑发生了变化？
生成树协议最早认为任何端口进入到forwarding状态或disable状态时，认为STP拓扑发生变化。
后来认为这种机制比较复杂（比如AP端口直连链路变化或者边缘设备的链路发生变化）
后来华为和思科对拓扑发生变化的定义做出优化，接口发送TCN，发送TCN的情况：
1 当端口进入到forwarding状态认为拓扑发生变化，而DP端口进入disable状态不认为拓扑发生变化。
2 RP失效会认为拓扑发生变化

TC会提前导致MAC老化，空闲的（学到了，暂时没有通信），本来300s的老化时间。本来已知单播地址的数据帧会变成未知单播地址的数据帧，会导致在网络内泛洪。网络性能变差。
怎么解决？
边缘端口。边缘端口进入forwarding不会发TCN BPDU。收到TC BPDU后mac表不清空。

HCIE-RS面试--STP故障及处置