Cisco 快速生成樹協(xié)議RSTP 協(xié)議原理及配置

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試驗(yàn)8 Cisco 快速生成樹協(xié)議RSTP 協(xié)議原理及配置一、相關(guān)學(xué)問介紹1、生成樹協(xié)議的主要功能有兩個(gè)：一是在利用生成樹算法、在以太網(wǎng)絡(luò)中，創(chuàng)建一個(gè)以某臺(tái)交換機(jī)的某個(gè)端口為根的生成樹，避開環(huán)路二是在以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變時(shí)，通過生成樹協(xié)議達(dá)到收斂愛護(hù)的目的2、根網(wǎng)橋的選擇流程：（1）第一次啟動(dòng)交換機(jī)時(shí)，自己假定是根網(wǎng)橋，發(fā)出BPDU報(bào)文宣告（2）每個(gè)交換機(jī)分析報(bào)文，依據(jù)網(wǎng)橋ID選擇根網(wǎng)橋，網(wǎng)橋ID小的將成為根網(wǎng)橋（先比較網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)，假如相等，再比較MAC地址）（3）經(jīng)過一段時(shí)間，生成樹收斂，全部交換機(jī)都同意某網(wǎng)橋是根網(wǎng)橋4）若有網(wǎng)橋ID值更小的交換機(jī)加入，它首先通告自己為根網(wǎng)橋其它交換機(jī)比較后，將它當(dāng)作新的根網(wǎng)橋而記錄下來3、RSTP 協(xié)議原理STP并不是已經(jīng)淘汰不用，事實(shí)上不少廠家目前還僅支持STPSTP的最大缺點(diǎn)就是他的收斂時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)要求靠牢靠性來說，這是不允許的，快速生成樹的目的就是加快以太網(wǎng)環(huán)路故障收斂的速度（1）RSTP 5種端口類型STP定義了4種不同的端口狀態(tài)，監(jiān)聽（Listening），學(xué)習(xí)（Learning），阻斷（Blocking）和轉(zhuǎn)發(fā) （Forwarding），其端口狀態(tài)表現(xiàn)為在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲卸丝跔顟B(tài)混合（阻斷或轉(zhuǎn)發(fā)），在拓?fù)渲械慕巧ǜ丝凇⒅付ǘ丝诘鹊龋?/p>

在操作上看，阻斷狀態(tài)和監(jiān)聽狀態(tài)沒有區(qū)分，都是丟棄數(shù)據(jù)幀而且不學(xué)習(xí)MAC地址，在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)下，無法知道該端口是根端口還是指定端口RSTP有五種端口類型根端口和指定端口這兩個(gè)角色在RSTP中被保留，阻斷端口分成備份和替換端口角色生成樹算法（STA）運(yùn)用BPDU來確定端口的角色，端口類型也是通過比較端口中保存的BPDUB來確定哪個(gè)比其他的更優(yōu)先1）根端口：非根橋收到最優(yōu)的BPDU配置信息的端口為根端口，即到根橋開銷最小的端口，這點(diǎn)和STP一樣請(qǐng)留意圖8-16上方的交換機(jī)，根橋沒有根端口依據(jù)STP的選擇根端口的原則，SW-1和SW-2和根連接的端口為根端口2）指定端口：與STP一樣，每個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)段段內(nèi)必需有一個(gè)指定端口假設(shè)SW-1的BID比SW-2 優(yōu)先，而且SW-1的P1口端口ID比P2優(yōu)先級(jí)高，那么P1為指定端口，如圖8-17所示??圖8-16? RSTP根端口 ?圖8-17? 指定端口的選擇 3）替換端口假如一個(gè)端口收到另外一個(gè)網(wǎng)橋的更好的 BPDU，但不是最好的，那么這個(gè)端口成為替換端口，如圖8-18所示對(duì)于SW-2來說，端口P3收到的BPDU比自己優(yōu)先，自己為次優(yōu)先，P3為替換端口4）備份端口假如一個(gè)端口收到同一個(gè)網(wǎng)橋的更好 BPDU，那么這個(gè)端口成為備份端。

當(dāng)兩個(gè)端口被一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的一個(gè)環(huán)路連在一起時(shí)，或者當(dāng)一個(gè)交換機(jī)有兩個(gè)或多個(gè)到共享局域網(wǎng)段的連接時(shí)，一個(gè)備份端口才能存在如圖8-19所示，SW-1的P1和P2口同時(shí)接入到以太網(wǎng)的同一網(wǎng)段，P1為指定端口，P2 優(yōu)先級(jí)低，則P2端口為備份端口?圖8-18? 替換端口的選擇 ?圖8-19? 備份端口的選擇 5）禁用端口在快速生成樹協(xié)議應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中不擔(dān)當(dāng)任何角色4 RSTP配置吩咐介紹?PVST是Cisco私有的，為每個(gè)VLAN構(gòu)造一棵生成樹（1）?啟用生成樹Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list （2）設(shè)置根網(wǎng)橋Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary（3）?修改網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority（4）?修改端口成本Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost（5）?修改端口優(yōu)先級(jí)Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority（6）?配置上行速鏈路配置上行速鏈路的作用：當(dāng)接入層或匯聚層的交換機(jī)主用的上行鏈路斷開的時(shí)候，被堵塞的端口快速裝換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不須要經(jīng)過偵聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)，配置了上行速鏈路后交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)變?yōu)?9152，成本增加3000Switch(config)#spanning-tree uplinkfast（7）?配置端口速鏈路配置速端口的作用：不經(jīng)過偵聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)，干脆進(jìn)入到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，但是該端口依舊會(huì)運(yùn)行生成樹協(xié)議，假如檢測(cè)到環(huán)路，也能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為堵塞狀態(tài)，配置在連接終端的接口上。

Switch(config-if)#spanning-tree portfast（8）查看生成樹的配置Switch#show spanning-tree（9） ?查看某個(gè)VLAN的生成樹具體信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail（10）?EthernetChannel－以太通道§? ?? ?? ?多條線路負(fù)載均衡，帶寬提高§? ?? ?? ?容錯(cuò)，當(dāng)一條線路失效時(shí)，其他線路通信，不會(huì)丟包?配置接口為以太通道模式Switch(config)# interface range fastEthernet 0/1 – 2Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on（11）?查看以太通道的配置Switch# show etherchannel 1 summary二、試驗(yàn)配置步驟　 STP的全稱是spanning-tree protocol,STP協(xié)議，它是一個(gè)二層的鏈路管理協(xié)議，它在供應(yīng)鏈路冗余的同時(shí)防止網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生環(huán)路，與VLAN協(xié)作可以供應(yīng)鏈路負(fù)載均衡生成樹協(xié)議現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展為多生成樹協(xié)議和快速生成樹協(xié)議(RSTP,Rapid Spanning Tree Protocol,IEEE802.1W)。

兩臺(tái)Cisco 2960交換機(jī)運(yùn)用兩個(gè)百兆端口相連，默認(rèn)狀況下STP協(xié)議啟用的通過兩臺(tái)交換機(jī)之間傳送BPDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元，選出根交換機(jī)、根端口等，以便確定端口的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)上圖中標(biāo)記為黃色的端口處于block狀態(tài)1） SW1配置stp設(shè)置23、24端口為trunkinterface FastEthernet0/23switchport mode trunkinterface FastEthernet0/24switchport mode trunk創(chuàng)建vlan10、20，將端口劃分vlaninterface FastEthernet0/1switchport access vlan 10interface FastEthernet0/2switchport access vlan 20交換機(jī)默認(rèn)啟動(dòng)stp——pvst ，更改rstp——rapid-pvstspanning-tree mode rapid-pvst spanning-tree vlan 10,20?? // stp默認(rèn)狀況對(duì)vlan 1起作用，不能刪除，當(dāng)新建vlan后，對(duì)新建vlan同樣起作用因此，此吩咐可以忽視2）SW2配置stp配置吩咐和SW1相同。

3）比較根網(wǎng)橋從上圖中得知，SW1為根網(wǎng)橋在真實(shí)設(shè)備上不行能存在相同mac地址的狀況比較根網(wǎng)橋原則，先比較優(yōu)先級(jí)，越小說明級(jí)別越高，假如優(yōu)先級(jí)相同就比較mac地址，越小優(yōu)先級(jí)越高此外，還了解到SW1上fa0/23 ，fa/24為指定端口SW2上的fa0/23為根端口fa0/24為替代端口，故端口顯示橙黃色狀態(tài)SW1#show spanning-tree VLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID??? Priority??? 32778Address???? 0003.E441.ADB6This bridge is the rootHello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secBridge ID? Priority??? 32778? (priority 32768 sys-id-ext 10)Address???? 0003.E441.ADB6Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secAging Time? 20Interface??????? Role Sts Cost????? Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1??????????? Desg FWD 19??????? 128.1??? P2pFa0/23?????????? Desg FWD 19??????? 128.23?? P2pFa0/24?????????? Desg FWD 19??????? 128.24?? P2pSW2#show spanning-tree VLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID??? Priority??? 32778Address???? 0003.E441.ADB6Cost??????? 19Port??????? 23(FastEthernet0/23)Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secBridge ID? Priority??? 32778? (priority 32768 sys-id-ext 10)Address???? 00D0.BC77.8743Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secAging Time? 20Interface??????? Role Sts Cost????? Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1??????????? Desg FWD 19??????? 128.1??? P2pFa0/23?????????? Root FWD 19??????? 128.23?? P2pFa0/24?????????? Altn BLK 19??????? 128.24?? P2p（4）修改Brigde ID，重新選SW2為根網(wǎng)橋SW2(config)#spanning-tree vlan 10,20 priority 4096SW2#show spanning-tree VLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID??? Priority??? 4106Address???? 00D0.BC77.8743This bridge is the rootHello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secBridge ID? Priority??? 4106? (priority 4096 sys-id-ext 10)Address???? 00D0.BC77.8743Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secAging Time? 20Interface??????? Role Sts Cost????? Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1??????????? Desg FWD 19??????? 128.1??? P2pFa0/23?????????? Desg FWD 19??????? 128.23?? P2pFa0/24?????????? Desg FWD 19??????? 128.24?? P2pSW1#show spanning-tree VLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID??? Priority??? 4106Address???? 00D0.BC77.8743Cost??????? 19Port??????? 23(FastEthernet0/23)Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secBridge ID? Priority??? 32778? (priority 32768 sys-id-ext 10)Address???? 0003.E441.ADB6Hello Time? 2 sec? Max Age 20 sec? Forward Delay 15 secAging Time? 20Interface??????? Role Sts Cost????? Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1??????????? Desg FWD 19??????? 128.1??? P2pFa0/23?????????? Root FWD 19??????? 128.23?? P2pFa0/24?????????? Altn BLK 19??????? 128.24?? P2p修改后發(fā)覺SW1的 fa0/24端口變成替代端口。

為什么呢？這是因?yàn)榻粨Q機(jī)在選舉根端口時(shí)會(huì)首先考慮根路徑成本，這里都是19，再比較發(fā)送網(wǎng)橋id大小，這里是同一個(gè)根網(wǎng)橋最終比較發(fā)送端口id大小，23比24小，所以23端口成為根端口而24端口因?yàn)榉歉侵付ǘ丝诰椭荒芏氯鸼lock這里指定端口被根網(wǎng)橋的發(fā)送端口占了，因?yàn)樗拈_銷最小附注：在學(xué)習(xí)STP時(shí)，根端口、指定端口、轉(zhuǎn)發(fā)端口的指定規(guī)則：l 根網(wǎng)橋的全部端口都是指定的l 非根網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋開銷最小的端口是根端口l 與其他網(wǎng)橋的根端口相連的端口都是指定的l 依據(jù)以上規(guī)則就確定了根端口和指定端口后，既不是根端口又不是指定端口的就成為堵塞端口l 至于根端口和指定端口的區(qū)分，是這樣的：根端口：先比較cost，假如相等，則比較端口標(biāo)識(shí)符ID，低則優(yōu)指定端口：先比較cost，假如相等，則比較橋ID橋ID由priority和MAC組成，低則優(yōu)。

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