Cisco 快速生成樹協(xié)議RSTP 協(xié)議原理及配置

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1、實(shí)驗(yàn)8 Cisco快速生成樹協(xié)議RSTP協(xié)議原理及配 一、相關(guān)知識(shí)介紹 一、生成樹協(xié)議的要緊功能有兩個(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)互換機(jī)的某個(gè)端口為根的生成樹，幸 免環(huán)路。二是在以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，通過生成樹協(xié)議達(dá)到收斂愛惜的目的。 二、根網(wǎng)橋的選擇流程: （1）第一次啟動(dòng)互換機(jī)時(shí)，自己假定是根網(wǎng)橋，發(fā)出BPDU報(bào)文宣告。 （2 ）每一個(gè)互換機(jī)分析報(bào)文，依照網(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)，假設(shè)是相等，再比較 MAC 地址）. （3）通過一段時(shí)刻，生成樹 ，所有互換機(jī)都同意某網(wǎng)橋是根網(wǎng)橋。 （4）如有網(wǎng)橋

2、ID值更小的互換機(jī)加入，它第一通告自己為根網(wǎng)橋。其它互換機(jī)比較后，將它看成新的根網(wǎng)橋而記錄下來。 3、RSTP協(xié)議原理 STP并非是已經(jīng)淘汰不用，事實(shí)上很多廠家目前還僅支持STP。STP的最大缺點(diǎn)確實(shí)是他的收斂時(shí)刻太長，關(guān)于此刻網(wǎng)絡(luò)要求 靠靠得住性來講，這是不許諾的，快速生成樹的目的確實(shí)是加速以太網(wǎng)環(huán)路故障收斂的速度。 （1）RSTP 5種端口類型 STP概念了 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?、指定端口等等?/p>

3、。在操作上看，阻斷狀態(tài) 和監(jiān)聽狀態(tài)沒有區(qū)別，都是拋棄數(shù)據(jù)幀而且不學(xué)習(xí)MAC 地址，在轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)下，無法明白該端口是根端口仍是指定端口。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）利用BPDU 來決定端口的角色，端口類型也是通過比較端口中保留的BPDUB來確信哪個(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—樣。請(qǐng)注用意8-16上方 的機(jī)，根橋沒有根端口。依照STP的選擇根端口的原那么，SW-1和SW-2和根連接的端口為根端口。 2） 指定

4、端口：與STP—樣，每一個(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。 根諦口 SW-1 圖8-16 RSTP根端口 3） 替換端口 假設(shè)是一個(gè)端口收到另外一個(gè)網(wǎng)橋的更好的BPDU,但不是最好的，那么那個(gè)端口成為替換端口，如圖8-18所示。關(guān)于SW-2 來講，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 假設(shè)是一個(gè)端口收到同一個(gè)網(wǎng)橋的更好BPDU，那么那個(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)

5、路連在一路 時(shí)，或當(dāng)一個(gè)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，那么P2端口為備份端口。 SW-1 圖8-18替換端口的選擇 5)禁用端口 在快速生成樹應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中不擔(dān)當(dāng)任何角色。 4 RSTP配置命令介紹 PVST是Cisco私有的，為每一個(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(confi

6、g)#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) 修改端口本錢 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

7、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，被阻塞的端口迅速裝換到轉(zhuǎn) 發(fā)狀態(tài)，不需要經(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3000 Switch(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)，直接進(jìn)入到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，但是該端口依然會(huì)運(yùn)行生成樹協(xié)議，如果 檢測到環(huán)路，也能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)，配置在連接終端的接口上。 Switch(config-if)#spanning-tree portfast (8) 査看生成樹的配

8、置 Switch#show spanning-tree (9) 査看某個(gè)VLAN的生成樹詳細(xì)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 - 2 Switch(config-if-range)#channebgroup 1 mode on (11)査看以太通道的配置

9、 Switch# show etherchannel 1 summary 二、實(shí)驗(yàn)配置步驟 STP的全稱是spanning-tree protocol,STP協(xié)議，它是一個(gè)二層的鏈路治理協(xié)議，它在提供鏈路冗余的同 時(shí)幸免網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生環(huán)路，與VLAN配合能夠提供鏈路負(fù)載均衡。生成樹協(xié)議現(xiàn)已經(jīng)進(jìn)展為多生成樹協(xié)議和快速生 成樹協(xié)議(RSTP,Rapid Spanning Tree Protocol,0 31 PCI FC5 一 PCS PC4 vl ：ml 0 vl iiiiZlJ yl=inl 0 vl ：=ltl2U 兩臺(tái)Cisco 2960互換機(jī)利用兩個(gè)百兆端口相連，默許情

10、形下STP協(xié)議啟用的。通過兩臺(tái)互換機(jī)之間傳送 BPDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元，選出根互換機(jī)、根端口等，以便確信端口的轉(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trunk interface FastEthernet0/23 switchport mode trunk interface FastEthernet0/24 switchport mode trunk 創(chuàng)建vlan10、20,將端口劃分vlan interface FastEthernet0/1 switchport access vlan 10 interface

11、FastEthernet0/2 switchport access vlan 20 互換機(jī)默許啟動(dòng)stp——pvst，更改rstp——rapid-pvst spanning-tree mode rapid-pvst spanning-tree vlan 10,20 // stp默認(rèn)情況對(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，此命令可以忽略。 (2) SW2 配置 stp 配置命令和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)備上不可能存在相同mac地址的情形。比較根網(wǎng)橋原那 么，先比較優(yōu)先級(jí)，越小說明級(jí)別越高，

12、假設(shè)是優(yōu)先級(jí)相同就比較mac地址，越小優(yōu)先級(jí)越高。另外， 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 VLAN0010 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 32778 Address This bridge is the root Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 327

13、78 (priority 32768 sys-id-ext 10) Address Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20 Interface Role Sts Cost Type Fa0/1 Desg FWD 19 P2p Fa0/23 Desg FWD 19 P2p Fa0/24 Desg FWD 19 P2p SW2#show spanning-tree VLAN0010 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority

14、32778 Address Cost 19 Port 23(FastEthernet0/23) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10) Address Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20 Interface Role Sts Cost Type Fa0/1 Desg FWD 19 P2p Fa0/23 Roo

15、t FWD 19 P2p Fa0/24 Altn BLK 19 P2p (4)修改Brigde ID,從頭選SW2為根網(wǎng)橋 SW2#show spanning-tree VLAN0010 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 4106 Address This bridge is the root Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 4106 (priority 4096 sys-id-ext 10) A

16、ddress Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20 Interface Role Sts Cost Type Fa0/1 Desg FWD 19 P2p Fa0/23 Desg FWD 19 P2p Fa0/24 Desg FWD 19 P2p SW1#show spanning-tree VLAN0010 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 4106 Address Cost 19 Port 23(Fas

17、tEthernet0/23) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10) Address Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20 Interface Role Sts Cost Type Fa0/1 Desg FWD 19 P2p Fa0/23 Root FWD 19 P2p Fa0/24 Altn BLK 19 P

18、2p 修改后覺察SW1的fa0/24端口變成替代端口。為何呢？ 這是因?yàn)榛Q機(jī)在選舉根端口時(shí)會(huì)第一考慮根途徑本錢，那個(gè)地址都是19,再比較發(fā)送網(wǎng)橋id大小，那 個(gè)地址是同一個(gè)根網(wǎng)橋。最后比較發(fā)送端口 id 大小， 23比 24 小，因此23端口成為根端口。而24 端口因?yàn)榉?根非指定端口就只能阻塞block°（那個(gè)地址指定端口被根網(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)那么: ? 根網(wǎng)橋的所有端口都是指定的 ? 非根網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋開銷最小的端口是根端口 ? 與其他網(wǎng)橋的根端口相連的端口都是指定的 ? 依照以上規(guī)那么就確信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阻塞端口 ? 至于根端口和指定端口的區(qū)分，是如此的： 根端口：先比較cost,假設(shè)是相等，那么比較端口標(biāo)識(shí)符ID,低那么優(yōu)。 指定端口：先比較cost,假設(shè)是相等，那么比較橋ID。橋ID由priority和MAC組成，低那么優(yōu)。