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1、以太网交换网络中为了进行链路备份#xff0c;提高网络可靠性#xff0c;通常会使用冗余链路#xff0c;但是这也带来了网络环路的问题。网络环路会引发广播风暴和MAC地址表震荡等问题#xff0c;导致用户通信质量差#xff0c;甚至通信中断。为了解决交换网…一、介绍
1、以太网交换网络中为了进行链路备份提高网络可靠性通常会使用冗余链路但是这也带来了网络环路的问题。网络环路会引发广播风暴和MAC地址表震荡等问题导致用户通信质量差甚至通信中断。为了解决交换网络中的环路问题IEEE提出了基于802.1D标准的STPSpanning Tree Protocol生成树协议。 随着局域网规模的不断增长STP拓扑收敛速度慢的问题逐渐凸显因此IEEE在2001年发布了802.1W标准定义了RSTPRapid Spanning Tree Protocol快速生成树协议RSTP在STP的基础上进行了改进可实现网络拓扑的快速收敛。
2、STP配置得BPDU
STP通过在交换机之间传递配置BPDU来选举根交换机 (或根桥)以及确定每个交换机端口的角色和状态。 在初始化过程中每个交换机都主动发送配置BPDU。 在网络拓扑稳定以后只有根桥周期性发送配置BPDU其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后才会发送自己的配置BPDU。 配置BPDU包含了桥ID、路径开销和端口ID等参数。
3、stp得不足
STP虽然能够解决环路问题但是由于网络拓扑收敛慢影响了用户通信质量。如果网络中的拓扑结构频繁变化网络也会随之频繁失去连通性从而导致用户通信频繁中断这是用户无法忍受的。 STP的不足 STP没有细致区分端口状态和端口角色不利于初学者学习及部署。 从用户角度来讲Listening、Learning和Blocking状态并没有区别都同样不转发用户流量。 从使用和配置角度来讲端口之间最本质的区别并不在于端口状态而是在于端口扮演的角色。 STP算法是被动的算法依赖定时器等待的方式判断拓扑变化收敛速度慢。 STP算法要求在稳定的拓扑中根桥主动发出配置BPDU报文而其他设备再进行处理最终传遍整个STP网络。
二、RSTP得工作流程
1、每一台交换机启动RSTP后都认为自己是“根桥”并且发送RST BPDU。 所有端口都为指定端口处于Discarding状态。
2、上游链路的设备互联端口通过P/A机制快速进入转发状态。 SW2收到更优的RST BPDU后经比较认为SW1才是当前根桥此时SW2的端口将成为根端口而不是指定端口停止发送RST BPDU。 SW1的端口进入Discarding状态发送Proposal位置位的RST BPDU。SW2收到后阻塞除边缘端口以外的所有其他端口该过程称为同步过程。 SW2的各端口同步后根端口立即进入Forwarding状态并向SW1返回Agreement位置位的RST BPDU。SW1收到该报文后会让指定端口立即进入Forwarding状态。
3、下游链路的设备互联端口会进行新一轮的P/A协商。 SW2的下游端口设置为指定端口持续发送Proposal位置位的RST BPDU。 SW3的下游端口收到该BPDU后发现不是本设备收到的最优BPDU则会忽略不会发送Agreement位置位的RST BPDU。 SW2的下游端口一直收不到Agreement位置位的回应报文等待2倍的Forward Delay后进入转发状态。
三、实验
1、实验拓扑 2、实验要求 1. PC属于VLAN10并配置交换机相应接口
2. SW1/2/3为企业内部交换机SW3设为根交换机SW2设为次根交换机
3. 全部交换机运行RSTP协议
4. 观察所有交换机接口角色和状态
5. SW1/2作为接入交换机连接终端整机默认配置边缘端口并开启相应的保护措施
6. 开启非法交换机观察端口状态
7. 为确保SW3为根交换机开启根保护功能 8. PC1长pingPC2关闭SW2的G0/0/2接口观察端口切换时间
3、实验代码
3.1 在交换机上创建 VLAN 并划分接口
SW1
[Huawei] sysname SW1
[SW1] vlan 10 [SW1] interface g0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/2] interface g0/0/3
[SW1-GigabitEthernet0/0/3] port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/3] port default vlan 10 SW2
[Huawei] sysname SW2
[SW2] vlan 10 [SW2] interface g0/0/1
[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk
[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10
[SW2-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2
[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk
[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10
[SW2-GigabitEthernet0/0/2] interface g0/0/3
[SW2-GigabitEthernet0/0/3] port link-type access
[SW2-GigabitEthernet0/0/3] port default vlan 10 SW3
[Huawei] sysname SW3
[SW3] vlan batch 10
[SW3] interface g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10
3.2 配置 RSTP并设置优先级
SW1 [SW1] stp mode rstp SW2 [SW2] stp mode rstp [SW2] stp root secondary SW3 [SW3] stp mode rstp [SW2] stp priority root primary
3.4 SW1/2 配置边缘端口 SW1 [SW1] stp edged-port default [SW1] interface g0/0/1 [SW1-GigabitEthernet0/0/1] stp edged-port disable [SW1-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2 [SW1-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port disable
#交换机互联接口需要关闭边缘端口功能以免影响通信
SW2
[SW2] stp edged-port default [SW2] interface g0/0/1 [SW2-GigabitEthernet0/0/1] stp edged-port disable [SW2-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2 [SW1-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port disable 3.5 SW1/2 配置相应保护措施
SW1
[SW1] stp bpdu-protection
SW2
[SW2] stp bpdu-protection
3.7 开启 SW3 的根保护
SW3
[SW3] interface g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] stp root-protection
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] stp root-protectio
