快速生成樹協議 RSTP


一、概述

  STP協議雖然能夠解決環路問題,但是收斂速度慢,影響了用戶通信質量,如果STP網絡的拓撲結構頻繁變化,網絡會頻繁失去連通性,從而導致用戶通信頻繁中斷。IEEE於2001年發布的802.1w標准定義了快速生成樹協議RSTP(Rapid Spanning-Tree Protocol),RSTP在STP基礎上進行了改進,實現了網絡拓撲快速收斂。

 

二、STP的問題

  收斂時間:30-50秒

 

三、RSTP端口角色

  RSTP與STP比較,除了R、D端口以外,還有Backup、Altemate端口。

  (1)Backup端口:作為指定端口的備份端口,提供了另外一條從根橋到非根橋的備份鏈路。

  (2)Altemate端口:作為根端口的備份端口,提供了從指定橋到根橋的備份鏈路。

  (3)Edge Port端口:不接收也不處理BPDU,不參與RSTP運算,通常用戶連接PC或是服務器。

  

  

 

四、RSTP與STP的端口狀態

  STP協議端口的Disabled、Blocking、Listening三種狀態,在RSTP協議中,端口的狀態都是Discarding。

  

 

五、RSTP BPDU

  STP的配置BPDU中Flag字段中間6位在RSTP中得到了應用,在STP協議中的BPDU只使用了TCA、TC兩個bit位,而RSTP中所有的位都得到了應用,Port Role兩個bit位,代表了端口的角色,分別表示:00 未定義,01 A備份端口/B備份端口,10 根端口,11 指定端口

  

 

六、RSTP BPDU的傳遞

  (1)STP 中非根橋只有收到上游設備 指的是根(Root)橋 發送過來的配置 BPDU后,才觸發發送配置BPDU。

  (2)RSTP 中非根橋設備無論是否接收到 橋橋發磅的配置 BPDU, 都會按照 Hello Timer 規定的時間間隔發送配置 BPDU包。

 

七、RSTP的收斂過程

  每一台交換機啟動RSTP后,都認為自己就是 “根橋”,並且發送RSTP BPDU,所有的端口狀態都處於Discarding狀態

  (1)當交換機A 和 交換機B 都發送 Proposal 置位的RSTP BPDU

  (2)SWA 收到SWB(BID 優先級低)的RSTP BPDU,就會忽略,SWB 發送的 RSTP BPDU數據包

  (3)SWB 收到了更優的 RSTP BPDU,交換機SWB將會停止發送 RSTP BPDU,並開始執行同步,並設置下游指定端口的狀態為Discarding,除了A端口和邊緣端口外。

  (4)交換機SWA會向交換機SWB 發送一個 Proposal 置位為1的 RSTP BPDU。

  (5)阻塞所有非邊源端口之后,SWB將會發送一個 Agreement 置位為1的 RSTP BPDU,並設置與SWA 連接的端口為根端口,狀態為Forwarding 狀態。

,  (6)當交換機SWA 收到  Agreement 置位的 RSTP BPDU的后,指定端口立即從Discarding狀態 變為 Forwarding 狀態。

  注:交換機SWA 和SWB 的端口狀態的快速變化,取決於 P/A ( Proposal/ Agreement)機制的使用。

 

 八、鏈路故障

  當鏈路故障或根橋失效都會導致交換機收不到鏈路上交換機發送的RST BPDU,在鏈路故障發生之后,交換機將會使用P/A機制進行重新協商。

  在STP協議中,當出現鏈路故障或根橋失效導致交換機收不到BPDU時,交換機需等待Max Age時間后才能確認出故障,而在使用RSTP協議中,如果交換機的端口在連續3次Hello Timer 規定的時間內6秒沒有收到鏈路上交換機發送的RST BPDU,便會確認本端口與對端端口的通信失效,從而初始化P/A 進程去重新調整端口的角色。

 

九、RSTP拓撲變化處理

  其他交換設備接收到RST BPDU后,清空所有其他端口學習到的MAC 地址,除了收到RST BPDU的端口。

 

十、STP兼容

  運行RSTP的交換設備在某端口上接收到運行STP的交換設備發出的配置BPDU,會把該端口轉換到STP工作模式

 

十一、配置邊緣端口

  邊緣端口可以由Disabled直接轉到Forwarding狀態,不經歷時延。

  配置命令 在端口下 stp edged-port

 

十二、根保護

  根保護功能確保了根橋的指定端口不會因為一些網絡問題而改變端口的角色。

  配置命令 在端口下 stp  root-protection

 

十三、BPDU保護

  配置BPDU保護功能后,如果邊緣端口收到BPDU報文,邊緣端口將會被立即關閉,並通知網管系統,被關閉的邊緣端口只能通過管理員手動恢復。

  配置命令 stp bpdu-protection

 

十四、環路保護

  根端口如果長時間收不到來自鏈路上的BPDU,則進入Discarding狀態,避免在網絡中形成環路。

  配置命令 在端口下 stp loop-protection

 

十五、相關命令

  stp mode rstp             //設備STP的工作模式

  dis stp                        //查看STP的工作狀態

 


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