Cisco快速生成樹協(xié)議RSTP協(xié)議原理及配置

1、本文檔如對(duì)你有幫助，請(qǐng)幫忙下載支持！實(shí)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)知識(shí)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，避免環(huán)路。二是在以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，通過生成樹協(xié)議達(dá)到收斂保護(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艮文宣告。(2)每個(gè)交換機(jī)分析報(bào)文，根據(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)，如果相等，再比較 MACfe址)。(3)經(jīng)過一段時(shí)間，生成樹收斂，所有交換機(jī)都同意某網(wǎng)橋是根網(wǎng)橋。(4)若有網(wǎng)橋ID值更小的

2、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，實(shí)際上不少廠家目前還僅支持 STR STP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)要求靠可靠性來說，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?根端口、指定端口等等)。在操作上看，阻斷狀

3、態(tài)和 監(jiān)聽狀態(tài)沒有區(qū)別，都是丟棄數(shù)據(jù)幀而且不學(xué)習(xí) MACfe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使用BPD冰決定端口的角 色，端口類型也是通過比較端口中保存的BPDU睞確定哪個(gè)比其他的更優(yōu)先。1)根端口：非根橋收到最優(yōu)的 BPDUE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)注意圖8-16上方的交換機(jī),根橋沒有根端口。按照 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

4、太網(wǎng)網(wǎng)段段內(nèi)必須有一個(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 I圖8-17指定端口的選擇3)替換端口如果一個(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BPDUt匕自己優(yōu)先，自己為次優(yōu)先，P3為替換端口。4)備份端口如果一個(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)交母由兩個(gè)或多個(gè)到共享局域網(wǎng)段的連接時(shí)，一個(gè)備份

5、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。 I圖8-18替換端口的選擇圖8-19備份端口的選擇5)禁用端口在快速牛成樹協(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配置命令介紹PVST 是 Cisco 私有的，為每個(gè)( 1 ) 啟用生成樹Switch(config)#spanning-tree vlan( 2 )設(shè)置根網(wǎng)橋Switch(config)#spanning-tree vlan3 ) 修改網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)Switch(config)#spanning-tree vlan( 4 ) 修改端口

6、成本Switch(config-if)#spanning-tree vlan( 5 ) 修改端口優(yōu)先級(jí)VLAN 構(gòu)造一棵生成樹vlan-listvlan-list root primary | secondary (vlan-list priority Bridge-priorityvlan-list cost costSwitch(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， 被阻塞的端口迅速裝換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)， 不需

7、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)?49152 ，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)， 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(cè)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 )查看生成樹的配置Switch#show spanning-tree( 9 ) 查看某個(gè) VLAN 的生成樹詳細(xì)信息Switch#sho

8、w 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、實(shí)驗(yàn)配置步驟STP 的全稱是 spanning-tre

9、e protocol,STP 協(xié)議， 它是一個(gè)二層的鏈路管理協(xié)議， 它在提供鏈路冗余的同時(shí)防止網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生環(huán)路，與VLAN 配合可以提供鏈路負(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 TreeProtocol,IEEE802.1W) 。兩臺(tái) Cisco 2960 交換機(jī)使用兩個(gè)百兆端口相連， 默認(rèn)情況下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 trunkinter

10、face 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-pvstspanning-tree vlan 10

11、,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，如果優(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-treeVLAN001

12、0Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32778AddressThis bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10)AddressHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr

13、TypeFa0/1Desg FWD 19128.1 P2pFa0/23Desg FWD 19128.23P2pFa0/24Desg FWD 19128.24P2pSW2#show spanning-treeVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot IDPriority32778AddressCost19Port 23(FastEthernet0/23)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sy

14、s-id-ext 10) AddressHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/1Desg FWD 19128.1P2pFa0/23Root FWD 19128.23P2pFa0/24 Altn BLK 19128.24 P2p4) 修改 Brigde ID ，重新選 SW2 為根網(wǎng)橋SW2(config)#spanning-tree vlan 10,20 priority 4096SW2#show spanning-tre

15、eVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 4106AddressThis bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 4106 (priority 4096 sys-id-ext 10) AddressHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Pr

16、io.Nbr Type128.1 P2p128.23 P2p128.24 P2pFa0/1Desg FWD 19Fa0/23Desg FWD 19Fa0/24Desg FWD 19SW1#show spanning-treeVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 4106AddressCost 19Port 23(FastEthernet0/23)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priori

17、ty 32768 sys-id-ext 10) AddressHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type128.1 P2p128.23 P2p128.24 P2pFa0/1Desg FWD 19Fa0/23Root FWD 19Fa0/24Altn BLK 19修改后發(fā)現(xiàn)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。最后比較發(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?/p>