Cisco快速生成樹協(xié)議RSTP協(xié)議原理及配置

實驗8Cisco快速生成樹協(xié)議RSTP協(xié)議原理及配置一、相關知識介紹1、生成樹協(xié)議的重要功能有兩個：一是在運用生成樹算法、在以太網絡中，創(chuàng)建一個以某臺互換機的某個端口為根的生成樹，避免環(huán)路。二是在以太網絡拓撲發(fā)生變化時，通過生成樹協(xié)議達成收斂保護的目的。2、根網橋的選擇流程：（1）第一次啟動互換機時，自己假定是根網橋，發(fā)出BPDU報文宣告。（2）每個互換機分析報文，根據網橋ID選擇根網橋，網橋ID小的將成為根網橋（先比較網橋優(yōu)先級，假如相等，再比較MAC地址）。（3）通過一段時間，生成樹收斂，所有互換機都批準某網橋是根網橋。（4）若有網橋ID值更小的互換機加入，它一方面通告自己為根網橋。其它互換機比較后，將它當作新的根網橋而記錄下來。3、RSTP協(xié)議原理STP并不是已經淘汰不用，事實上不少廠家目前還僅支持STP。STP的最大缺陷就是他的收斂時間太長，對于現在網絡規(guī)定靠可靠性來說，這是不允許的，快速生成樹的目的就是加快以太網環(huán)路故障收斂的速度。（1）RSTP5種端口類型STP定義了4種不同的端口狀態(tài)，監(jiān)聽（Listening），學習（Learning），阻斷（Blocking）和轉發(fā)（Forwarding），其端口狀態(tài)表現為在網絡拓撲中端口狀態(tài)混合（阻斷或轉發(fā)），在拓撲中的角色（根端口、指定端口等等）。在操作上看，阻斷狀態(tài)和監(jiān)聽狀態(tài)沒有區(qū)別，都是丟棄數據幀并且不學習MAC地址，在轉發(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角色在RSTP中被保存，阻斷端口提成備份和替換端口角色。生成樹算法（STA）使用BPDU來決定端口的角色，端口類型也是通過比較端口中保存的BPDUB來擬定哪個比其他的更優(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，這點和STP同樣。請注意圖8-16上方的互換機，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同樣，每個以太網網段段內必須有一個指定端口。假設SW-1的BID比SW-2優(yōu)先，并且SW-1的P1口端口ID比P2優(yōu)先級高，那么P1為指定端口，如圖8-17所示。

圖8-16

RSTP根端口

圖8-17

指定端口的選擇3）替換端口假如一個端口收到此外一個網橋的更好的BPDU，但不是最佳的，那么這個端口成為替換端口，如圖8-18所示。對于SW-2來說，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）備份端口假如一個端口收到同一個網橋的更好BPDU，那么這個端口成為備份端。當兩個端口被一個點到點鏈路的一個環(huán)路連在一起時，或者當一個互換機有兩個或多個到共享局域網段的連接時，一個備份端口才干存在。如圖8-19所示，SW-1的P1和P2口同時接入到以太網的同一網段，P1為指定端口，P2優(yōu)先級低，則P2端口為備份端口。

圖8-18

替換端口的選擇

圖8-19

備份端口的選擇5）禁用端口在快速生成樹協(xié)議應用的網絡運營中不擔當任何角色。4RSTP配置命令介紹

PVST是Cisco私有的，為每個VLAN構造一棵生成樹

（1）

啟用生成樹

Switch(config)#spanning-treevlanvlan-list

（2）設立根網橋

Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listrootprimary|secondary（3）

修改網橋的優(yōu)先級

Switch(config)#spanning-treevlanvlan-listpriorityBridge-priority（4）

修改端口成本

Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan-listcostcost

（5）

修改端口優(yōu)先級

Switch(config-if)#spanning-treevlanvlan-listport-prioritypriority（6）

配置上行速鏈路

配置上行速鏈路的作用：當接入層或匯聚層的互換機主用的上行鏈路斷開的時候，被阻塞的端口迅速裝換到轉發(fā)狀態(tài)，不需要通過偵聽和學習狀態(tài)，配置了上行速鏈路后互換機的優(yōu)先級變?yōu)?9152，成本增長3000

Switch(config)#spanning-treeuplinkfast（7）

配置端口速鏈路

配置速端口的作用：不通過偵聽和學習狀態(tài)，直接進入到轉發(fā)狀態(tài)，但是該端口仍然會運營生成樹協(xié)議，假如檢測到環(huán)路，也可以將轉發(fā)狀態(tài)轉換為阻塞狀態(tài)，配置在連接終端的接口上。

Switch(config-if)#spanning-treeportfast（8）查看生成樹的配置

Switch#showspanning-tree（9）

查看某個VLAN的生成樹具體信息

Switch#showspanning-treevlanvlan-iddetail（10）

EthernetChannel－以太通道

§

多條線路負載均衡，帶寬提高

§

容錯，當一條線路失效時，其他線路通信，不會丟包

配置接口為以太通道模式

Switch(config)#interfacerangefastEthernet0/1–2

Switch(config-if-range)#channel-group1modeon（11）

查看以太通道的配置

Switch#showetherchannel1summary

二、實驗配置環(huán)節(jié)STP的全稱是spanning-treeprotocol,STP協(xié)議，它是一個二層的鏈路管理協(xié)議，它在提供鏈路冗余的同時防止網絡產生環(huán)路，與VLAN配合可以提供鏈路負載均衡。生成樹協(xié)議現已經發(fā)展為多生成樹協(xié)議和快速生成樹協(xié)議(RSTP,RapidSpanningTreeProtocol,IEEE802.1W)。兩臺Cisco2960互換機使用兩個百兆端口相連，默認情況下STP協(xié)議啟用的。通過兩臺互換機之間傳送BPDU協(xié)議數據單元，選出根互換機、根端口等，以便擬定端口的轉發(fā)狀態(tài)。上圖中標記為黃色的端口處在block狀態(tài)。SW1配置stp設立23、24端口為trunk

interfaceFastEthernet0/23

switchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/24

switchportmodetrunk

創(chuàng)建vlan10、20，將端口劃分vlan

interfaceFastEthernet0/1

switchportaccessvlan10

interfaceFastEthernet0/2

switchportaccessvlan20

互換機默認啟動stp——pvst，更改rstp——rapid-pvst

spanning-treemoderapid-pvst

spanning-treevlan10,20

//stp默認情況對vlan1起作用，不能刪除，當新建vlan后，對新建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）比較根網橋從上圖中得知，SW1為根網橋。在真實設備上不也許存在相同mac地址的情況。比較根網橋原則，先比較優(yōu)先級，越小說明級別越高，假如優(yōu)先級相同就比較mac地址，越小優(yōu)先級越高。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#showspanning-tree

VLAN0010

Spanningtreeenabledprotocolrstp

RootID

Priority

32778

Address

0003.E441.ADB6

Thisbridgeistheroot

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15secBridgeID

Priority

32778

(priority32768sys-id-ext10)

Address

0003.E441.ADB6

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15sec

AgingTime

20Interface

RoleStsCost

Prio.NbrType

------------------------------------------------------------------------

Fa0/1

DesgFWD19

128.1

P2p

Fa0/23

DesgFWD19

128.23

P2p

Fa0/24

DesgFWD19

128.24

P2p

SW2#showspanning-tree

VLAN0010

Spanningtreeenabledprotocolrstp

RootID

Priority

32778

Address

0003.E441.ADB6

Cost

19

Port

23(FastEthernet0/23)

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15secBridgeID

Priority

32778

(priority32768sys-id-ext10)

Address

00D0.BC77.8743

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15sec

AgingTime

20Interface

RoleStsCost

Prio.NbrType

------------------------------------------------------------------------

Fa0/1

DesgFWD19

128.1

P2p

Fa0/23

RootFWD19

128.23

P2p

Fa0/24

AltnBLK19

128.24

P2p（4）修改BrigdeID，重新選SW2為根網橋SW2(config)#spanning-treevlan10,20priority4096SW2#showspanning-tree

VLAN0010

Spanningtreeenabledprotocolrstp

RootID

Priority

4106

Address

00D0.BC77.8743

Thisbridgeistheroot

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15secBridgeID

Priority

4106

(priority4096sys-id-ext10)

Address

00D0.BC77.8743

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15sec

AgingTime

20Interface

RoleStsCost

Prio.NbrType

------------------------------------------------------------------------

Fa0/1

DesgFWD19

128.1

P2p

Fa0/23

DesgFWD19

128.23

P2p

Fa0/24

DesgFWD19

128.24

P2p

SW1#showspanning-tree

VLAN0010

Spanningtreeenabledprotocolrstp

RootID

Priority

4106

Address

00D0.BC77.8743

Cost

19

Port

23(FastEthernet0/23)

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15secBridgeID

Priority

32778

(priority32768sys-id-ext10)

Address

0003.E441.ADB6

HelloTime

2sec

MaxAge20sec

ForwardDelay15sec

AgingTime

20Interface

RoleStsCost