組網圖形
RSTP簡介
- 以太網交換網絡中為了進行鏈路備份，提高網絡可靠性，通常會使用冗余鏈路。但是使用冗余鏈路會在交換網絡上產生環路，引發廣播風暴以及MAC地址表不穩定等故障現象，從而導致用戶通信質量較差，甚至通信中斷。為解決交換網絡中的環路問題，提出了生成樹協議STP（Spanning Tree Protocol）。STP（Spanning Tree Protocol）是用來解決網絡中環路問題的協議。運行該協議的設備通過彼此交互信息而發現網絡中的環路，並對某些端口進行阻塞以消除環路。
- 與眾多協議的發展過程一樣，生成樹協議也是隨着網絡的發展而不斷更新的，從最初的IEEE 802.1D中定義的STP到IEEE 802.1W中定義的快速生成樹協議RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol），再到最新的IEEE 802.1S中定義的多生成樹協議MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）。
- 生成樹協議中，MSTP兼容RSTP、STP，RSTP兼容STP。三種生成樹協議的比較如表1所示。
| 生成樹協議 |
特點 |
應用場景 |
|---|---|---|
| STP |
|
無需區分用戶或業務流量，所有VLAN共享一棵生成樹。 |
| RSTP |
|
|
| MSTP(詳情見實例) |
|
需要區分用戶或業務流量，並實現負載分擔。不同的VLAN通過不同的生成樹轉發流量，每棵生成樹之間相互獨立。 |
組網需求
- 在一個復雜的網絡中，網絡規划者由於冗余備份的需要，一般都傾向於在設備之間部署多條物理鏈路，其中一條作主用鏈路，其他鏈路作備份。這樣就難免會形成環形網絡，若網絡中存在環路，可能會引起廣播風暴和MAC表項被破壞。
- 網絡規划者規划好網絡后，可以在網絡中部署RSTP協議預防環路。當網絡中存在環路，RSTP通過阻塞某個端口以達到破除環路的目的。如圖1所示，當前網絡中存在環路，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都運行RSTP，通過彼此交互信息發現網絡中的環路，並有選擇的對某個端口進行阻塞，最終將環形網絡結構修剪成無環路的樹形網絡結構，從而防止報文在環形網絡中不斷循環，避免設備由於重復接收相同的報文造成處理能力下降。
配置思路
- 1.在處於環形網絡中的交換設備上配置RSTP基本功能，包括：
a.配置環網中的設備生成樹協議工作在RSTP模式。
b.配置根橋和備份根橋設備。
c.配置端口的路徑開銷值，實現將該端口阻塞。
d.使能RSTP，實現破除環路。
- 2.配置保護功能，實現對設備或鏈路的保護。例如：在根橋設備的指定端口配置根保護功能。
操作步驟
- 配置RSTP基本功能
- a.配置環網中的設備生成樹協議工作在RSTP模式
# 配置SwitchA/B/C/D的RSTP工作模式。
<HUAWEI> system-view [HUAWEI] sysname SwitchA [SwitchA] stp mode rstp
<HUAWEI> system-view [HUAWEI] sysname SwitchB [SwitchB] stp mode rstp
<HUAWEI> system-view [HUAWEI] sysname SwitchC [SwitchC] stp mode rstp
<HUAWEI> system-view [HUAWEI] sysname SwitchD [SwitchD] stp mode rstp
- b.配置根橋和備份根橋設備
# 配置SwitchA為根橋。
[SwitchA] stp root primary
# 配置SwitchD為備份根橋。
[SwitchD] stp root secondary
- c.配置端口的路徑開銷值，實現將該端口阻塞
說明：
•端口路徑開銷值取值范圍由路徑開銷計算方法決定，這里選擇使用華為計算方法為例，配置將被阻塞端口的路徑開銷值為20000。
•同一網絡內所有交換設備的端口路徑開銷應使用相同的計算方法。
# 配置SwitchA/B/C的端口路徑開銷。
[SwitchA] stp pathcost-standard legacy
[SwitchB] stp pathcost-standard legacy
[SwitchC] stp pathcost-standard legacy
# 配置SwitchC端口GigabitEthernet0/0/1端口路徑開銷值為20000。
[SwitchC] interface gigabitethernet 0/0/1 [SwitchC-GigabitEthernet0/0/1] stp cost 20000 [SwitchC-GigabitEthernet0/0/1] quit
# 配置SwitchD的端口路徑開銷。
[SwitchD] stp pathcost-standard legacy
- d.使能RSTP，實現破除環路
將與PC機相連的端口設置為邊緣端口並使能端口的BPDU報文過濾功能
# 配置SwitchB端口GigabitEthernet0/0/2為邊緣端口並使能端口的BPDU報文過濾功能。
[SwitchB] interface gigabitethernet 0/0/2 [SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port enable [SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] stp bpdu-filter enable [SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] quit
# 配置SwitchC端口GigabitEthernet0/0/2為邊緣端口並使能端口的BPDU報文過濾功能。
[SwitchC] interface gigabitethernet 0/0/2 [SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port enable [SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] stp bpdu-filter enable [SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] quit
設備全局使能RSTP
# 設備SwitchA/B/C/D全局使能RSTP。
[SwitchA] stp enable [SwitchB] stp enable [SwitchC] stp enable [SwitchD] stp enable
配置保護功能，如在根橋設備的指定端口配置根保護功能
# 在SwitchA端口GigabitEthernet0/0/1上配置根保護功能。
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] stp root-protection [SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit
# 在SwitchA端口GigabitEthernet0/0/2上配置根保護功能。
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] stp root-protection [SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit
- 驗證配置結果
經過以上配置，在網絡計算穩定后，執行以下操作，驗證配置結果。
# 在SwitchA上執行display stp brief命令，查看端口狀態和端口的保護類型，結果如下：
[SwitchA] display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING ROOT 0 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING ROOT
將SwitchA配置為根橋后，與SwitchB、SwitchD相連的端口GigabitEthernet0/0/2和GigabitEthernet0/0/1在生成樹計算中被選舉為指定端口，並在指定端口上配置根保護功能。
# 在SwitchB上執行display stp interface gigabitethernet 0/0/1 brief命令，查看端口GigabitEthernet0/0/1狀態，結果如下：
[SwitchB] display stp interface gigabitethernet 0/0/1 brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
端口GigabitEthernet0/0/1在生成樹選舉中成為指定端口，處於FORWARDING狀態。
# 在SwitchC上執行display stp brief命令，查看端口狀態，結果如下：
[SwitchC] display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/1 ALTE DISCARDING NONE 0 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE 0 GigabitEthernet0/0/3 ROOT FORWARDING NONE
端口GE0/0/1在生成樹選舉中成為Alternate端口，處於DISCARDING狀態。
端口GE0/0/3在生成樹選舉中成為根端口，處於FORWARDING狀態。