网络设备配置与调试项目实训 项目4.2-快速生成树协议(RSTP)配置
第06章 RSTP(快速生成树协议)配置
第六章RSTP（快速生成树协议）配置6.1 生成树简介STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写。
STP的目的是通过协商一条到根交换机的无环路径来避免和消除网络中的环路。
它通过一定的算法，判断网络中是否存在环路并阻塞冗余链路，将环型网络修剪成无环路的树型网络，从而避免了数据帧在环路网络中的增生和无穷循环。
STP在网络中选择一个被称为根交换机的参考点，然后确定到该参考点的可用路径。
如果它发现存在冗余链路，它将选择最佳的链路来负责数据包的转发，同时阻塞所有其它的冗余链路。
如果某条链路失效了，就会重新计算生成树拓扑结构，自动启用先前被阻塞的冗余链路，从而使网络恢复通信。
MyPower S41xx以太网交换机所实现的快速生成树协议RSTP，是生成树协议的优化版。
其快速体现在根端口和指定端口进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络拓扑稳定需要的时间。
6.2 RSTP配置任务列表只有启动RSTP后各项配置任务才能生效，在启动RSTP之前可以配置设备或以太网端口的相关参数。
RSTP关闭后这些配置参数仍然有效。
RSTP 主要配置任务列表如下：◆启动/关闭设备RSTP 特性◆启动/关闭端口RSTP 特性◆配置RSTP 的工作模式◆配置交换机的Bridge 优先级◆配置交换机的Forward Delay 时间◆配置交换机的Hello Time时间◆配置交换机的Max Age 时间◆配置交换机路径耗费值的版本号◆配置特定端口是否可以作为EdgePort◆配置端口的Path Cost◆配置端口的优先级◆配置端口是否与点对点链路相连◆配置端口的mCheck 变量6.2.1 启动/关闭设备RSTP特性配置命令spanning-tree {enable|disable}【配置模式】全局配置模式。
【缺省情况】缺省RSTP功能是“enable”。
6.2.2 启动/关闭端口RSTP特性为了灵活的控制RSTP工作，可以关闭指定以太网端口的RSTP特性，使这些端口不参与生成树计算。
网络设备配置与调试项目实训 项目4.2-快速生成树协议(RSTP)配置
模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例2：关闭端口Fa0/2的BPDUFilter功 能。
ruijie(config)#interface fastethernet 0/2 ruijie(config-if)#spanning-tree bpdufilter disabled ruijie(config-if)#
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
其他交换机收到TC BPDU报文后，会清除 此报文的接收端口和边缘端口之外的其他 端口学习到的MAC地址，同时向除接收端 口和边缘端口之外的所有其他端口发送TC BPDU 报文。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
RSTP拓扑变更机制
ROOT
③ ④ ② ②
② ① ①
故障
④ ②
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
4．RSTP配置命令 （1）配置RSTP链路类型
设置RSTP 链路类型
ruijie(config-if)# spanning-tree link-type point-to-point/shared
交换机名称为ruijie 处于端口模式 选择点对点或共享型类型
项目四 局域网冗余策略
模块4.2 快速生成树协议（RSTP） 配置
模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
内容简介
针对STP存在收敛慢的问题，介绍RSTP 的特性和配置技能，重点描述RSTP改进 机制及特点。 介绍配置RSTP链路类型、配置边缘端口 等命令。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
（1）端口状态 STP中端口有阻塞、监听、学习、转发 及禁用等5种工作状态。 RSTP将STP的阻塞、监听和禁用状态 合并为丢弃状态，形成了丢弃（ Discarding）、学习（Learning）、 转发（Forwarding）3种工作状态。
实验九 快速生成树配置
实验九快速生成树配置●实验目标⏹理解生成树协议工作原理；⏹掌握快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）基本配置方法；●实验背景学校为了开展计算机教学和网络办公，建立的一个计算机教室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互联组成内部校园网，为了提高网络的可靠性，现用2条链路将交换机互连，且在交换机上做适当配置，使网络避免环路。
●协议功能生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树，避免环路。
二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。
●技术原理⏹生成树协议（spanning-tree）的国际标准是IEEE802.1d，作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题；⏹生成树协议是利用SPA算法，在存在交换机环路的网络中生成一个没有环路属性的网络，运用该算法将交换网络的冗余备份链路从逻辑上断开，当主链路出现故障时，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发。
⏹生成树协议版本：STP、RSTP（快速生成树协议）、MSTP（多生成树协议）。
⏹生成树协议的特点：收敛时间长。
从主要链路出现故障到切换至备份链路需要50秒时间。
⏹快速生成树在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替换端口或备份端口，分别作为根端口（通向根网桥/交换机的端口）和指定端口。
当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口，从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。
●实验设备Switch_2960 2台；PC 2台；直连线（各设备互联）具体实验步骤如下1)画拓扑图默认情况下STP协议是启用的。
通过两台交换机之间传送BPDU协议数据单元。
选出根交换机、根端口等，以便确定端口的转发状态。
图中标记为橘黄色的端口处于block堵塞状态，即备份链路逻辑上是断开的。
网络设备配置与调试项目实训 项目4.1-生成树协议(STP)配置
模块4.1 生成树协议（STP）配置
（3）学习状态（Learning）：端口不 能传输数据，但可以发送和接收BPDU ，也可以学习MAC地址并加入MAC地址 表。 （4）转发状态（Forwarding）：端 口能够发送和接收数据、学习MAC地址 、发送和接收BPDU。 （5）禁用（Disabled）状态。
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模块4.1 生成树协议（STP）配置
生成树协议就是在具有物理环路的交换 网络上，产生没有逻辑环路的树型结构网 络的方法。 运行STP协议的交换机之间通过网桥协 议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU）进行信息的交流。网络 中所有的交换机每隔一定的时间间隔（默 认值为2s）就发送和接受BPDU数据帧
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模块4.1 生成树协议（STP）配置
例1：启用交换机生成树协议，并设置生成树协议 类型为STP。 ruijie(config)#spanning-tree ruijie(config)#spanning-tree mode stp 例2：将交换机生成树协议类型恢复为默认状态。 ruijie(config)#no spanning-tree mode
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模块4.1 生成树协议（STP）配置
例2：将交换机端口Fastethernet 0/1 的优先级恢复为默认值128。 ruijie(config-if)# no spanningtree port-priority ruijie(config-if)#
能够描述生成树协议特性及应用场合； 能够独立完成STP基本配置。
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模块4.1 生成树协议（STP）配置
4.1.1 问题提出
某公司办公楼网络运行一段时间后 ，员工反映网速较慢，甚至有时不能上网 。网络管理员测试后发现，此办公楼为了 保证网络链路备份，重新连线造成的现象 。领导要求采取一定技术措施，既要保证 网络链路有备份又不造成网络故障，实现 快速、便捷、安全的网上办公。
实训三生成树协议的配置
实训三生成树协议的配置
【实训内容】
生成树协议的配置
快速生成树协议的配置
协议相关参数配置
【背景描述】
你们学校为了开展计算机教学和网络办公，建立了一个计算机教室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组成内部校园网；为了提高网络的可靠性，作为网络管理员的你要用2条链路将交换机互连，现要求在交换机上做适当配置，使网络避免环路。
【实验目的】
掌握生成树协议的配置方法，理解生成树协议的作用和特点
【实验设备】
S2126G（2台），PC（2台）、直连线（4条）
【实验内容】
1、根据拓扑将主机和交换机进行连接（未形成环路）
2、测试主机之间可以相互ping通
3、配置生成树协议
4、测试（形成环路）
5、测试（断开主要链路）
配置查看如下。
快速生成树协议
快速生成树协议1. 简介快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol，简称RSTP）是一种用于构建和维护网络中的生成树的协议。
生成树是一个无环的拓扑结构，能够确保数据在网络中以最佳路径传输，避免了网络中的循环路径，提高了网络的可靠性和性能。
RSTP是对经典生成树协议（Spanning Tree Protocol，简称STP）的改进和优化，它的设计目标是在网络拓扑结构发生变化时，尽快地适应变化，并通过快速收敛恢复网络正常运行。
2. 生成树协议的背景在一个复杂的网络中，存在着大量的交换机和链路，如果不采取措施，很容易出现网络中的循环路径。
循环路径会导致数据包在网络中不断地循环传输，浪费了网络带宽和资源，甚至会导致网络的瘫痪。
为了解决这个问题，生成树协议应运而生。
生成树协议通过在网络中选择一棵无环的拓扑结构，将网络划分为一个主干路径和多个支线路径，确保数据只在主干路径上传输，避免了循环路径的问题。
3. RSTP的特点RSTP相对于STP具有以下几个特点：3.1 快速收敛当网络拓扑结构发生变化时，RSTP能够更快地收敛，恢复网络的正常运行。
RSTP引入了Port Roles（端口角色）和Port States（端口状态）的概念，通过优化根据端口角色和状态的变化，减少了收敛时间。
3.2 兼容STPRSTP是对STP的改进，它与STP保持了一定的兼容性。
RSTP可以与STP的设备进行交互，逐步替代STP，而无需对网络基础设施进行大规模的升级。
3.3 拓扑变化通告RSTP引入了拓扑变化通告机制，当网络发生拓扑变化时，会通过特定的消息通知其他设备。
这种机制能够快速地传播拓扑变化信息，加速网络的收敛过程。
3.4 多实例支持RSTP支持在一个物理设备上运行多个独立的生成树实例。
这种支持使得网络管理员能够根据实际需求，灵活地构建多个生成树，提高网络的可用性和性能。
4. RSTP的工作原理RSTP的工作原理可以概括为以下几个步骤：4.1 生成树根选举在RSTP网络中，首先需要选举出一台交换机作为生成树的根节点（Root Bridge）。
计算机网络实习报告八生成树配置
计算机网络实习报告八生成树配置第一篇：计算机网络实习报告八生成树配置实验八生成树配置—生成树协议STP一．实验目的理解生成树协议STP的配置及原理二．实验环境两台交换机switchA和switchB，用两条链路将交换机互连，pc1与pc2在同一个网段。
三．实验内容步骤1.在每台交换机上开启生成树协议。
过程：首先进入全局配置模式通过spanning-tree语句开启生成树模式，然后进行验证生成树协议已经开启。
步骤2.设置生成树模式。
过程：通过spanning-tree语句设置生成树模式为STP （802.1D），并且通过了验证。
步骤3.设置交换机的优先级。
过程：设置交换机switchA的优先级为4096，数值最小的交换机为根交换机（也称根桥），交换机switchBde 优先级采用默认优先级（32768），因此switchA将成为根交换机。
然后通过了验证。
步骤4.综合验证测试。
A．验证交换机switchB的端口F0/1和F0/2状态。
过程：我们这组用的是交换机switchB，显示switchB的端口fastthernet0/1的状态后发现两个端口均处于阻塞状态，一直搞不清楚是为什么，所以也耽误了很长的时间，最后老师指导说有可能是前面同学的实验导致的结果，然后删除了所有状态，进行重新实验，最后使switchB的端口1处于转发状态，端口2处于阻塞状态。
B．验证网络拓扑发生变化时，ping的丢包情况。
从主机pc1到pc2（用连续ping），然后拔掉switchA与switchB的端口F0/1之间的连线，观察丢包情况，显示丢包数为30个。
C．验证网络拓扑发生变化时，交换机switchB的端口2的状态变化，并观察生成树的收敛时间。
四．实验总结通过本次实验，我理解了相关生成树协议SIP的配置及原理。
实验中主要是端口1 和端口2的状态浪费了很多时间，导致后面的验证总是不正确，最后把以前的设置全部清除后重做才使实验正确，所以以后做实验必须严谨。
rstp快速生成树协议
RSTP 快速生成树协议本文主要介绍RSTP协议，STP相关的算法和细节在本文中不再涉及。
虽然这种分割的做法不利于产生全局的观念，但通过对RSTP改进点的详细介绍，将会使你对该协议有一个更深刻的认识。
继IEEE802.1D定义了STP标准后，IEEE又推出了802.1w这个草案作为802.1D的补充，并定义了RSTP标准。
在新版本的802.1D（2004）中已经接纳了RSTP标准，取代了原来的STP。
RSTP保留了STP的大部分算法和计时器，只在一些细节上做了改进。
但这些改进相当关键，极大的提升了STP的性能，使其能满足如今低延时高可靠性的网络要求。
后续诞生的MSTP，单个实例中的算法和RSTP几乎一模一样。
可以说从STP发展到RSTP的这套算法，是整个生成树协议的精髓。
1RSTP的改进1.1BPDU的变化图1 RSTP/STP BPDU的区别RSTP的BPDU被称作RST BPDU①，和STP ConfigBPDU的主要区别在协议版本号，BPDU类型和Flags字段。
RSTP中没有了TC N和TCA报文，在拓扑结构变化时只发送TC报文。
对拓扑结构变化的详细描述请参考1.5。
Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0TCA Reserved TC 图2 STP的Flags字段Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0TCAAgreement ForwardingLearning Port roleProposalTCTCA=Topology Change AcknowledgementTC = Topology ChangePort role =00 Unknown01 Alternate / Backup10 Root11 Designated图3 RSTP的Flags字段RSTP的Flags字段增加了端口属性和状态，Bit1和Bit6两个字段在1.4中会提及，用于点到点链路端口的快速迁移。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
其他交换机收到TC BPDU报文后，会清除 此报文的接收端口和边缘端口之外的其他 端口学习到的MAC地址，同时向除接收端 口和边缘端口之外的所有其他端口发送TC BPDU 报文。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
RSTP拓扑变更机制 ROOT
② ②
bpdufilter default ruijie(config)#interface fastethernet 0/1 ruijie(config-if)#spanning-tree bpfufilter
disable
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
7．交换机BPDU Guard功能 BPDU Guard（BPDU保护）是 RSTP的一个安全机制。当交换机端口启 用BPDU Guard后，端口将丢弃收到的 BPDU报文，而且还使端口处于“errdisable”状态，不但避免了环路的产生 ，还提高了网络的安全性和稳定性。
RP
DP
TC BPDU AP
TC BPDU
RP
SwitchC
DP TC BPDU
AP
已经3*2秒没有收到BPDU了，
清除MAC表并发送TC BPDU
SwitchD
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
（2）端口状态快速切换 边缘端口是指交换机直接连接主机的端口
，该端口不产生链路环路。可直接从阻塞 状态切换到转发状态，不需要30 s的等 待延时时间，并且不产生拓扑变更通知。 在点对点链路类型中，RSTP交换机上的 指定端口能够快速从阻塞状态切换至转发 状态。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例1：启用端口Fa0/2的BPDUFilter功 能。
ruijie(config)#spanning-tree ruijie(config)#spanning-tree mode rstp ruijie(config)#interface fastethernet 0/2 ruijie(config-if)#spanning-tree bpdufilter
ruijie(config)#interface fastethernet 0/1
ruijie(config-if)#no spanningtree link-type
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
（2）配置边缘端口 端口模式下设置PortFast端口命令如下：
配置端口Portfast特性
disabled ruijie(config-if)#
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
在全局模式下启用BPDU Filter功能：
启用所有端口bpdufilter功能命令
ruijie(config)#Spanning-tree portfast bpdufilter default
交换机名称为ruijie 处于全局配置模式
ruijie(config)#interface fastethernet 0/2
ruijie(config-if)#spanning-tree portfast
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例2：关闭交换机端口Fastethernet 0/2的PortFast特性。
ruijie(config)#interface fastethernet 0/2
交换机名称为ruijie 处于全局配置模式
当使用这个命令配置后，交换机的所有端口都启用 portfast特性。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例1：设置交换机除Fastethernet 0/1 外的所有端口都为PortFast端口。
ruijie(config)#spanning-tree ruijie(config)#spanning-tree mode rstp ruijie(config)#spanning-tree portfast default ruijie(config)#interface fastethernet 0/1 ruijie(config-if)#spanning-tree portfast
192.168.1.99/24 Fa 0/1
Fa 0/1
Fa 0/2 Fa 0/2
switch2
192.168.1.100/24
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
6．交换机BPDU Filter功能 在正常情况下，交换机会向所有端口发送
BPDU报文。 当交换机打开BPDU Filter功能时，端口
（1）端口状态 STP中端口有阻塞、监听、学习、转发 及禁用等5种工作状态。 RSTP将STP的阻塞、监听和禁用状态 合并为丢弃状态，形成了丢弃（ Discarding）、学习（Learning）、 转发（Forwarding）3种工作状态。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
（2）端口角色 在STP中的端口角色有根端口、指定端 口、阻塞端口及禁用端口4种类型。 在RSTP中的端口角色除STP的端口角 色外，还为根端口和指定端口各增加了一 个备份端口，分别为替换端口（ Alternate port，AP）和备份端口（ Backup port，BP）。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
替换端口（AP）作为根端口的备份端口 。替换端口可以接收BPDU报文，但是 不转发数据。当根端口发生故障后，替换 端口将成为根端口。
备份端口（BP）作为指定端口的备份端 口。备份端口可以接收BPDU报文，但 是不转发数据。当指定端口发生故障后， 备份端口将成为指定端口。
项目四 局域网冗余策略
模块4.2 快速生成树协议（RSTP） 配置
模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
内容简介
针对STP存在收敛慢的问题，介绍RSTP 的特性和配置技能，重点描述RSTP改进 机制及特点。
介绍配置RSTP链路类型、配置边缘端口 等命令。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
选择点对点或共享型类型
其中，point-to-point表示点对点链路类型；shared表示共享 型链路类型。使用该命令的no选项可以将该设置恢复为默认 值，如ruijie(config-if)#no spanning-tree link-type。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例1：设置交换机端口Fastethernet 0/1为点对点链路类型。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
RSTP端口类型
Root SwitchA
SwitchB
DP RPΒιβλιοθήκη DP RPDP BP
AP Hub
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
2．RSTP快速工作机制
（1）缩短发现故障时间
Root
SwitchA
SwitchB
DP
RP DP
DP
每隔2秒 发送配置BPDU
disable ruijie(config-if)#
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例2：关闭交换机所有端口的PortFast特 性。
ruijie(config)#no spanning-tree portfast default
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
5．应用实例
switch1
enabled ruijie(config-if)#
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
例2：关闭端口Fa0/2的BPDUFilter功 能。
ruijie(config)#interface fastethernet 0/2 ruijie(config-if)#spanning-tree bpdufilter
将禁止BPDU从该端口发送出去。 在默认情况下，BPDU Filter功能是关闭
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
BPDU BPDU
BPDU BPDU
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
在端口模式下启用BPDU Filter功能：
配置端口bpdufilter功能
禁止bpdufilter功能（可选）
ruijie(config-if)#spanning-tree bpdufilter [enabled | disabled]
交换机名称为ruijie 处于端口模式
启用bpdufilter功能（可选）
当端口明确启用BPDU Filter功能后，该端口不但禁止 BPDU报文发送出去，而且还将丢弃所有收到的BPDU报 文。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
BPDU
BPDU Guard BPDU
BPDU Guard
BPDU
NEW Switch
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
当端口处于“err-disable”状态时， 将关闭，丢弃任何报文。可使用 errdisable recovery命令手工重新启 用端口，也可使用errdisable recovery interval time 命令设置超 时时间，此时间间隔过后，端口自动启用
知识目标、技能点
了解802.1W协议； 掌握交换机RSTP特性及配置技能； 掌握小型网络一般调试技能及故障排除方
法。
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模块4.2 快速生成树协议（RSTP）
4.2.1 问题提出
在交换机上启动生成树协议，既实现 了网络链路冗余，又防止因链路环路产生 广播风暴等网络故障。但当网络环路状态 发生变化时，端口状态间切换太慢，有时 一个端口从阻塞状态到转发状态需要50s 。公司领导要求你改善网络现有状况，缩 短端口转换时间。