Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置

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1、实验8 Cisco快速生成树协议RSTP协议原理及配 一、相关知识介绍 一、生成树协议的要紧功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台互换机的某个端口为根的生成树，幸 免环路。二是在以太网络拓扑发生转变时，通过生成树协议达到收敛爱惜的目的。 二、根网桥的选择流程: （1）第一次启动互换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告。 （2 ）每一个互换机分析报文，依照网桥ID选择根网桥，网桥ID小的将成为根网桥（先比较网桥优先级，假设是相等，再比较 MAC 地址）. （3）通过一段时刻，生成树 ，所有互换机都同意某网桥是根网桥。 （4）如有网桥

2、ID值更小的互换机加入，它第一通告自己为根网桥。其它互换机比较后，将它看成新的根网桥而记录下来。 3、RSTP协议原理 STP并非是已经淘汰不用，事实上很多厂家目前还仅支持STP。STP的最大缺点确实是他的收敛时刻太长，关于此刻网络要求 靠靠得住性来讲，这是不许诺的，快速生成树的目的确实是加速以太网环路故障收敛的速度。 （1）RSTP 5种端口类型 STP概念了 4种不同的端口状态，监听（Listening），学习（Learning），阻断（Blocking）和转发（Forwarding），其端 口状态表现为在网络拓扑中端口状态混合（阻断或转发），在拓扑中的角色（根端口、指定端口等等）

3、。在操作上看，阻断状态 和监听状态没有区别，都是抛弃数据帧而且不学习MAC 地址，在转发状态下，无法明白该端口是根端口仍是指定端口。RSTP有五 种端口类型。根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。生成树算法（STA）利用BPDU 来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保留的BPDUB来确信哪个比其他的更优先。 1） 根端口 ：非根桥收到最优的BPDU 配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP—样。请注用意8-16上方 的机，根桥没有根端口。依照STP的选择根端口的原那么，SW-1和SW-2和根连接的端口为根端口。 2） 指定

4、端口：与STP—样，每一个以太网网段段内必需有一个指定端口。假设SW-1的BID比SW-2优先，而且SW-1的P1 口端口 ID比P2优先级高，那么P1为指定端口，如图8-17所示。 根谛口 SW-1 图8-16 RSTP根端口 3） 替换端口 假设是一个端口收到另外一个网桥的更好的BPDU,但不是最好的，那么那个端口成为替换端口，如图8-18所示。关于SW-2 来讲，端口 P3收到的BPDU比自己优先，自己为次优先，P3为替换端口。 4） 备份端口 假设是一个端口收到同一个网桥的更好BPDU，那么那个端口成为备份端。当两个端口被一个点到点链路的一个环

5、路连在一路 时，或当一个机有两个或多个到共享局域网段的连接时，一个备份端口才能存在。如图8-19所示，SW-1的P1和P2 口同时接入到 以太网的同一网段，P1为指定端口，P2优先级低，那么P2端口为备份端口。 SW-1 图8-18替换端口的选择 5)禁用端口 在快速生成树应用的网络运行中不担当任何角色。 4 RSTP配置命令介绍 PVST是Cisco私有的，为每一个VLAN构造一棵生成树 (1) 启用生成树 Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list (2) 设置根网桥 Switch(confi

6、g)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary( 3)修改网桥的优先级 Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority (4) 修改端口本钱 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost (5) 修改端口优先级 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority (6) 配

7、置上行速链路 配置上行速链路的作用：当接入层或汇聚层的交换机主用的上行链路断开的时候，被阻塞的端口迅速装换到转 发状态，不需要经过侦听和学习状态，配置了上行速链路后交换机的优先级变为49152，成本增加3000 Switch(config)#spanning-tree uplinkfast (7) 配置端口速链路 配置速端口的作用：不经过侦听和学习状态，直接进入到转发状态，但是该端口依然会运行生成树协议，如果 检测到环路，也能够将转发状态转换为阻塞状态，配置在连接终端的接口上。 Switch(config-if)#spanning-tree portfast (8) 査看生成树的配

8、置 Switch#show spanning-tree (9) 査看某个VLAN的生成树详细信息 Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail (10) EthernetChannel —以太通道 § 多条线路负载均衡，带宽提高 § 容错，当一条线路失效时，其他线路通信，不会丢包 配置接口为以太通道模式 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、实验配置步骤 STP的全称是spanning-tree protocol,STP协议，它是一个二层的链路治理协议，它在提供链路冗余的同 时幸免网络产生环路，与VLAN配合能够提供链路负载均衡。生成树协议现已经进展为多生成树协议和快速生 成树协议(RSTP,Rapid Spanning Tree Protocol,0 31 PCI FC5 一 PCS PC4 vl ：ml 0 vl iiiiZlJ yl=inl 0 vl ：=ltl2U 两台Cisco 2960互换机利用两个百兆端口相连，默许情

10、形下STP协议启用的。通过两台互换机之间传送 BPDU协议数据单元，选出根互换机、根端口等，以便确信端口的转发状态。上图中标记为黄色的端口处于block 状态。 (1) SW1 配置 stp 设置23、24端口为trunk interface FastEthernet0/23 switchport mode trunk interface FastEthernet0/24 switchport mode trunk 创建vlan10、20,将端口划分vlan interface FastEthernet0/1 switchport access vlan 10 interface

11、FastEthernet0/2 switchport access vlan 20 互换机默许启动stp——pvst，更改rstp——rapid-pvst spanning-tree mode rapid-pvst spanning-tree vlan 10,20 // stp默认情况对vlan 1起作用，不能删除，当新建vlan后，对新建vlan 同样起作用。因此，此命令可以忽略。 (2) SW2 配置 stp 配置命令和SW1相同。 3)比较根网桥 从上图中得知，SW1为根网桥。在真实设备上不可能存在相同mac地址的情形。比较根网桥原那 么，先比较优先级，越小说明级别越高，

12、假设是优先级相同就比较mac地址，越小优先级越高。另外， 还了解到SW1上fa0/23，fa/24为指定端口。SW2上的fa0/23为根端口。fa0/24为替代端口，故端口 显示橙黄色状态。 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,从头选SW2为根网桥 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 修改后觉察SW1的fa0/24端口变成替代端口。为何呢？ 这是因为互换机在选举根端口时会第一考虑根途径本钱，那个地址都是19,再比较发送网桥id大小，那 个地址是同一个根网桥。最后比较发送端口 id 大小， 23比 24 小，因此23端口成为根端口。而24 端口因为非 根非指定端口就只能阻塞block°（那个地址指定端口被根网桥的发送端口占了，因为它的开销最小。） 附注：在学习STP时，根端口、指定端口、转发端口的指定规那么: • 根网桥的所有端口都是指定的 • 非根网桥到根网桥开销最小的端口是根端口 • 与其他网桥的根端口相连的端口都是指定的 • 依照以上规那么就确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为阻塞端口 • 至于根端口和指定端口的区分，是如此的： 根端口：先比较cost,假设是相等，那么比较端口标识符ID,低那么优。 指定端口：先比较cost,假设是相等，那么比较桥ID。桥ID由priority和MAC组成，低那么优。