前文我們瞭解了二層環路對網路帶來的影響，以及STP工作流程和BPDU資料包結構和相關欄位的說明，回顧請參考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15121317.html；今天我們主要來討論下STP具體選舉流程相關話題；
我們知道STP主要是通過構造“一棵樹”來消除二層網路中可能存在的環路，同時當活動鏈路發生故障，啟用備份鏈路，從而實現網路的可靠性；它的工作過程過程如下
1、選舉根橋的規則
根橋的選舉規則很簡單，在STP初始化時，每一臺交換機都會認為自己是根橋，都會傳送BPDU；根據各交換機傳送的BPDU中BID，首先比較各自的BID中優先順序，優先順序最小對應裝置就是根橋；如果優先順序都一樣，則比較BID中的mac地址，mac地址最小的裝置成為根橋；根橋選舉完成以後，非根橋裝置不主動傳送BPDU，只有根橋裝置主動傳送BPDU，非根橋裝置轉發BPDU；
提示：選舉根橋只是比較各交換機傳送的BPDU中的BID，BID最小為根橋（BID由優先順序和mac地址組成，先比較優先順序，再比較MAC地址）；上圖中swa的優先順序最小，所以swa就是根橋；剩下的swb和swc就是非根橋裝置；
2、在非根橋裝置上選舉根埠
提示：選舉根埠是通過對應埠收到的BPDU中，根據埠的根路徑開銷（到達根橋最短路徑開銷）、對端BID、對端PID和本端PID；根路徑開銷最小的埠成為根埠；如果根路徑開銷一樣，則比較對端BID（對應埠連線的裝置）；比較對端BID的規則是先比較優先順序，優先順序小者，對應埠成為根埠；如果對端BID中的優先順序一樣，則比較mac地址，對端mac地址小者成為根埠；如果對端的BID一樣，則比較對端PID，比較對端PID的規則是，先比較優先順序，再比較埠編號，對端pid中優先順序小者為根埠；如果優先順序一樣，則埠編號小者為根埠；如果對端PID也一樣，則比較本端PID，比較規則和比較對端PID一樣，先比較優先順序，優先順序小者為根埠，如果優先順序一樣，則比較埠編號，埠編號小者為根埠；
實驗：如下拓撲，三個交換機都執行STP，看看對應的根橋和根埠是怎麼選舉的；
分析：上述拓撲，首先三個交換機會選舉根橋，根橋的選舉只看BID；從上面的資訊可以看到當三個交換機傳送的BID中的優先順序都有一樣（預設都是32768），此時根橋的選舉就比較那個mac較小了，最小的是根橋；很容易判斷出s2就是根橋；那麼s1的eth0/0/1就是根埠（因為在s1上eth0/0/1到達根橋的路徑開銷為200000，而eth0/0/2到達根橋的路徑開銷為400000）；同樣在s3上eth0/0/2是根埠；
驗證：檢視s2是否是根橋？
提示：可以看到在s2上檢視stp介面資訊，其中root的mac地址就是s2自己 ，說明s2就是根；
驗證：在s1上檢視對應根埠是否是eth0/0/1?
提示：可以看到在s1上，eth0/0/1是根埠；
驗證：在s3上檢視對應根埠是否是eth0/0/2?
提示：可以看到s3上eth0/0/2就是根埠；
上述實驗選舉根埠就是通過根路徑開銷來選舉的；接下來我們來看看當到達根路徑開銷相等時，又該如何選舉根埠呢？
實驗拓撲
分析：從上面拓撲的bid可以看到，當前根橋還是s2；那麼對於s3來說，eth0/0/1和eth0/0/2到達根路徑開銷都是400000，此時在s3上那個埠為根埠呢？從選舉規則來講，當根路徑開銷一樣時，則看看對端的BID；那麼確定s3的根埠就只需要比較eth0/0/1的對端s1的BID和eth0/0/2的對端s4的BID，誰小，對應的埠就是根埠；從上面的拓撲可以看到s4的BID要大於s1的BID，所以對應s3上的eth0/0/1就是根埠；
驗證：在s3上檢視是否是eth0/0/1為根埠？
提示：可以看到s3之前的eth0/0/1是阻塞的，新加了一個s4以後，對應埠的角色也發生了變化，從阻塞埠變為了根埠；其原因就是因為eth0/0/1的對端s1的BID要小於eth0/0/2的對端s4的BID；
當對端BID相同時？對應根埠該如何選擇呢？
分析：如上拓撲，根橋還是s2；那麼對於s1來說，到底那個埠才是根埠呢？首先看根路徑開銷都一樣，都是200000；看對端BID，對端BID都一樣，都是s2的BID；此時在s1上選舉根橋會看對端PID，誰小誰就是根埠；
在s2上檢視eth0/0/1和eth0/0/2的PID
提示：可以看到在s2上eth0/0/1的PID為128.1，eth0/0/2的PID為128.2；那麼對於s1來說，此時根埠就應該是eth0/0/1（原因是它的對端是s2的eth0/0/1）；
驗證：在s1上檢視對應的根埠
提示：可以看到s1上根埠為eth0/0/1；從上面的實驗過程可以看到對端BID相同時，根埠的選舉會根據對端PID，對端PID小者，對應本端埠就是根埠；
當對端PID相同時，根埠又將如何選擇呢？
分析：從上面的拓撲可以確定根橋還是s2，對於s1來說eth0/0/1和eth0/0/2誰才是根橋呢？首先在s1上選舉根埠，會看根路徑開銷，兩個埠到根路徑開銷都是200000；當根路徑開銷相同時，比較對端BID，上圖中s1的對端是s2，所以BID相同；當BID相同我們需要比較對端PID，從上圖中我們可以看到s1的兩個埠的對端都是s2的eth0/0/1，所以對端PID也相同；此時在s1上選舉根埠就會看本端的PID，誰小誰就是根埠，預設情況埠的優先順序都是預設值128，比較PID就是看那個埠的埠編號小；很顯然eth0/0/1的埠編號要小一點，所以s1上的根埠為eth0/0/1；
驗證：檢視s1上的eth0/0/1，看看它是否是根埠？
提示：可以看到s1的eth0/0/1就是根埠；
3、在鏈路上選舉指定埠
選擇指定埠的規則是先看該埠轉發出來的bpdu中根路徑開銷，開銷小者為指定埠，如果開銷一樣則比較BID，BID小者為指定埠；如果BID相等則比較PID，PID小者為指定埠；
實驗：根據以下拓撲圖，選出指定埠
分析：根據stp選舉根橋的規則，上述實驗根橋一定是s3，因為根橋選舉看BID，優先順序一樣比較mac大小，小者為根橋；其次選舉根埠，根據根埠的選舉規則，在s1上根埠是eth0/0/2（因為eth0/0/2到根橋的路徑開銷為200000，而eth0/0/1到根橋的路徑開銷為400000）；對於s2上來說，根埠為eth0/0/2(因為eth0/0/1到達根橋的路徑開銷為400000)；接下來選擇指定埠，根據指定埠選舉規則，先看發出bpdu中的根路徑開銷；對於s1的eth0/0/1和s2的eth0/0/1直連的鏈路上，s1的eth0/0/1發出的bpdu中根路徑開銷為200000，s2的eth0/0/1發出的bpdu中根路徑開銷為200000；所以根路徑開銷一樣的情況，此時選舉指定埠就需要比較BID；因為s1的BID要小於s2的BID，所以指定埠為s1的eth0/0/1；對於根橋上的埠來說，因為它發出的bpdu中根路徑開銷為0；所以根橋上的埠都是指定埠（排除自環，如果根橋上有埠自環，自環的兩個埠中一定有一個埠處於阻塞，這樣一來根橋的埠就不是都是指定埠）；
驗證：檢視s3是否是根橋？
提示：可以看到在s3上的stp相關資訊中，根橋的BID和s3的BID相同，說明s3就是根橋；
驗證：檢視s1的eth0/0/1是否是指定埠，eth0/0/2是否是根埠？
提示：可以看到s1上的eth0/0/1是指定埠，eth0/0/2是根埠；
驗證：檢視根橋的埠，看看是否都是指定埠？
提示：可以看到非自環的情況下，根橋上的所有埠都是指定埠；
實驗：當BID相同時，看看對應指定埠該如何選舉？
分析：從上面的BID就可以看到s1為根橋，s2為非根橋；對於s2來說，根埠是eth0/0/1(因為eth0/0/1、eth0/0/2和eth0/0/3的根路徑開銷都為200000，此時選舉根埠就比較對端BID，eth0/0/1對端BID就是根橋，而eth0/0/2和eth0/0/3對端BID是s2，所以eth0/0/1為根埠)那麼對於s2的eth0/0/2和eth0/0/3之間的鏈路選舉指定埠該怎麼選呢？從上面選舉指定埠的規則來講，首先比較發出bpdu中的根路徑開銷，這兩個埠的發出BPDU中的根路徑開銷都是200000；如果傳送的BPDU中根路徑開銷相同，則比較BID；eth0/0/2和eth0/0/3都是s2的埠，所以BID就是s2，兩個埠的BID也相同；此時選舉指定埠就需要比較pid；pid小者為指定埠；因為eth0/0/2的埠編號小於eth0/0/3的埠編號；所以eth0/0/2為指定埠；（因為預設PID中的優先順序都一樣，我們只需要判斷埠編號大小即可）；
驗證：檢視s2各埠情況？
提示：可以看到s2的1口為根埠，2口為指定埠，3口為阻塞埠，也叫備份埠；
4、預備埠的確定
通過上述的選舉，最終沒有被選舉成為根埠或指定埠的埠，都會被確定為預備埠；該埠會一直處於阻塞狀態，只接受BPDU，不轉發資料；直到正常鏈路故障，該埠才有可能轉變為其他角色和狀態，進行資料轉發；