本篇我主要讲的是STP的端口迁移和P/A机制
1. STP的端口迁移
STP的端口状态有五种：禁用（去能）状态，阻塞状态，侦听状态，学习状态，转发状态
（1）STP端口的五种状态：
（2）端口状态迁移：
我将围绕这个图讲解：
1.STP交换机的端口在初始启动时，首先会从Disabled状态进入到Blocking状态，在Blocking状态，端口只能接收和分析BPDU，但不能发送BPDU。
2.如果端口选为根端口或者指定端口，则会进入Listening状态，此时端口接收并发送BPDU，这种状态会持续一个Forward Delay的时间长度（缺省值：15s）；如果没有因”意外情况“，而回到Blocking状态，则端口会进入到Learning状态，并在此状态持续一个Forward Delay的时间长度。
3.处于Learning状态的端口可以接收和发送BPDU，同时开始构建MAC地址映射表，为转发用户数据帧做好准备。处于Learning状态的端口不能转发用户数据帧（因为此时网络中还存在因STP树的计算过程不同步而产生的临时环路）
4.最后，端口由Learning状态进入Forwarding状态，开始用户数据帧的转发工作。
5.总结：
（1）在整个状态的迁移过程中，端口一旦被关闭或者发送链路故障，就会进入到禁用状态；
（2）在端口状态的迁移过程中，如果端口的角色被判定为非根端口或非指定端口，则其端口状态就会退回到Blocking。
6.MSTP（多生成树协议）定义的3种状态：Discarding、Learning、Forwarding。
2.STP端口状态迁移的示例：
下面演示STP交换机的端口角色和端口选举过程：
（1）假设交换机S1，S2，S3大概同一时刻启动，各交换机的各个端口理解从Disabled状态进入Blocking状态，由于处于Blocking状态的端口只能接收不能发送BPDU，所以任何端口都收不到BPDU，在等待Max Age时间（缺省值：20s）后，每台交换机都会认为自己是根桥，所有的端口都设置为指定端口，并且端口的状态迁移为Listening。
（2）交换机的端口进入Listening状态后，开始发送自己的Configuration BPDU，同时也接收其他交换机发送的Configuration BPDU。
假设S2最先发送Configuration BPDU，当S3的GE0/0/2端口收到S2发送的Configuration BPDU后，会认为S2是根桥（因为S2的BID小于S3的BID），于是S3会把GE0/0/2设置为根端口，然后自己重新产生的，根桥为S2的Configuration BPDU从自己（S3）的GE0/0/1发送出去
【1】当S1的GE0/0/1收到S3发送的Configuration BPDU后，会发现自己更应该成为根桥，于是立即向S3发送自己的Configuration BPDU；
【2】当然，如果S1从自己的GE0/0/2收到S2发送的Configuration BPDU 也会立即发送自己的Configuration BPDU。
【1】（根端口确认） S2和S3收到S1发送的Configuration BPDU后，会确认S1就是根桥，于是S2的GE0/0/1和S3的GE0/0/1设置为根端口，
【2】（备用端口和指定端口确认）S2和S3会各自从GE0/0/2端口发送新的Configuration BPDU，然后，S3的GE0/0/2将成为备用端口（因为S2的BID小于S3的BID），端口进入Blocking状态，S2的GE0/0/2将成为指定端口。
因为交换机发送BPDU的时间先后有一定的滞后性和随机性，所以上述过程不是唯一的。
总结：无论各个交换机的端口最开始的状态是如何的，也无论中间的过程差异如何，最终的结果总是确定并且唯一的；
<1>BID最小的交换机将成为根桥，<2>各端口的角色会变化成为自己应该扮演的角色。
（3）各个端口（除S3的GE0/0/2）将进入Learning状态后，会持续Forward Delay的时间长度（缺省值：15s）后，在此时间中，交换机开始学习MAC地址与端口的映射关系。同时希望STP树在这段时间能够完成完全收敛。
（4）然后，各个端口（除S3的GE0/0/2）将进入Forwarding状态，开始转发用户数据帧的工作。
3.P/A机制
（1）RSTP端口状态：
Forwarding：能转发用户数据帧，能学习MAC地址
Learning：不能转发用户数据帧，能学习MAC地址
Discarding：不能转发用户数据帧，也不能学习MAC地址
（2）在STP计算中，一个端口在成为指定端口后，需要等待至少两倍的Forward Delay的时间才能够进入到Forwarding状态。
在RSTP计算中，一个端口在成为指定端口后，此端口的先进入到Discarding状态（不能转发用户数据帧，也不能学习MAC地址），后采用Proposal/Agreement机制（P/A机制）主要与对端端口进行协商，通过协商动作后，就可以立即进入到Forwarding状态（能转发用户数据帧，能学习MAC地址）
角色缩写： DP=指定端口，AP=阻塞端口（非指定端口） RP=根端口
- P/A的根本目的：为了加快某DP端口和RP端口互联链路上两端口快速进入转发状态不等30s的2xforwarding delay。要成功进行PA快速协商机制只会出现在上边DP下边RP的情况下。
（1）首先两台设备比BPDU确定谁是上游DP，谁是下游RP（或AP）。
（2）所谓P/A机制，就是在这个过程以后，上游DP捉急要进入转发状态，这才向下发P置位BPDU的请求。P/A协商根本目的就是为了加快某DP端口和RP端口互联链路上两端口快速进入转发状态而无需等30s（2倍forwarding delay ）。
（3）P/A简要过程：
0.比如两台设备新加了一条线路。然后在这条线路上依次进行下述步骤（初始上下游接口均为DP角色，在第1步的操作后才变为DP/AP/RP）：
1.两台设备互联接口互比缓存BPDU，确认谁是上游（端口角色为DP）谁是下游（端口角色为RP或AP。如果下游是RP端口则继续看step2,如果下游是AP端口则直接参见第三段文字）
2.上游因为是DP，特别着急进入forwarding状态，所以才发送P置位BPDU发起P/A协商。
3.如果下游接口在第一步比较BPDU中确定为RP，则会将自己的所有下游DP接口（除edge port以外）和原RP接口变为discarding状态阻塞掉（即端口sync）。
4.sync完成后，下游直接将其RP口变成forwarding状态，并向上游发送A置位BPDU（该BPDU源自上游发送的P置位的最新BPDU）以示同意。
5.然后上游交换机收到下游交换机发送的A置位BPDU，则会将其DP端口直接变成forwarding状态。至此上下游的DP端口和RP端口均已进入转发状态，免去等待30s的痛苦。
6.下游交换机继续向其被discarding的其他DP口发起P/A协商以便快点进入forwarding状态。注：相比STP协议中DP端口变forwarding前需要等待两个转发延迟的30s时间，这个P/A协商可能只需要几秒钟就协商完进入forwarding状态了。
注：如果下游的接口并未被选举为RP而只是个普通AP怎么办？如果下游设备发现这个接口收到的BPDU没其他某个接口（如现存的RP接口）收到的BPDU优先则下游设备会认为这个接口角色应为AP接口而不是RP。则该(AP)接口就不会去回应上游发送A置位BPDU而只发送普通BPDU。这样上游会一直每两秒发一个P置位BPDU，下游一直不响应A置位BPDU。直到等待1个forwarding delay后该上游DP才会由discarding变为learning状态，再等一个forwarding delay后上游DP才会变为forwarding状态。
感谢作者ZZZZ对P/A机制的解释。我对P/A的理解也是处于了解的阶段，并没有太过深入的理解。希望我的文章对你学习有所帮助。十分感想读者的访问和阅读。希望可以得到你们的关注和收藏。
作者：ZZZZ
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