rstp生成树的工作原理 -回复
生成树协议(STP)H3C_实验报告
二、RSTP
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议） 是STP协议的优化版。其“快速”体现在，当一个端口被 选为根端口和指定端口后，其进入转发状态的延时在某种 条件下大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需 要的时间。
快速生成树协议较STP的改进之处：
（1）根端口的快速切换
如果旧的根端口已经进入阻塞状态，而且新的根端口 连接的对端交换机的指定端口处于转发状态，在新的拓扑 结构中的根端口可以立刻进入转发状态。
（2）边缘端口概念的引入
在STP协议里，对于连接主机的端口的状态改变，会 引起网络的不稳定，实际上连接主机的端口是不会引起网 络环路的，因此在STP协议的计算中可以不考虑这种端口 状态的变化。所以在RSTP中引入了边缘端口的概念。
<Sysname> system-view
[Sysname] stp enable
[Sysname] interface Ethernet1/0/1
[Sysname-Ethernet1/0/1] stp disable
桥到达根桥的最佳路径。 （3）指定端口（Designated Port）:每一个网段选择到根桥最
近的网桥作为指定网桥，该网桥到这一网段的端口为指定 端口。 （4）可选端口（Alternate Port）:既不是指定端口，也不是 根端口的端口。
4.生成树协议工作过程 STP协议的工作原理主要包括三个部分，一是确定根
配置
[B2] stp region-configuration
[B2-mst-region] region-name MSTP_1
STP协议原理及配置
STP协议原理及配置STP协议原理及配置一、STP概述 STP（生成树协议）是一个二层管理协议。
在一个扩展的局域网中参与STP的所有交换机之间通过交换桥协议数据单元bpdu（bridge protocol data unit）来实现；为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥；为每个交换网段选择一台指定交换机；将冗余路径上的交换机置为blocking，来消除网络中的环路。
IEEE 802.1d是最早关于STP的标准，它提供了网络的动态冗余切换机制。
STP使您能在网络设计中部署备份线路，并且保证： * 在主线路正常工作时，备份线路是关闭的。
* 当主线路出现故障时自动使能备份线路，切换数据流。
rSTP（rapid spanning tree protocol）是STP的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。
1.1 设置STP模式 使用命令config spanning-tree mode可以设置STP模式为802.1d STP或者802.1w rSTP. 1.2 配置STP 交换机中默认存在一个default STP域。
多域STP是扩展的802.1d，它允许在同一台交换设备上同时存在多个STP域，各个STP域都按照802.1d运行，各域之间互不影响。
它提供了一种能够更为灵活和稳定网络环境，基本实现在vlan中计算生成树。
1.2.1 创建或删除STP 利用命令create STPd和delete STPd可以创建或删除STP. 缺省的default STP域不能手工创建和删除。
1.2.2 使能或关闭STP 交换机中STP缺省状态是关闭的。
利用命令config STPd可以使能或关闭STP. 1.2.3 使能或关闭指定STP的端口 交换机中所有端口默认都是参与STP计算的。
使用命令config STPd port可以使能或关闭指定的ST P端口。
1.2.4 配置STP的参数 运行某个指定STP的STP协议后，可以根据具体的网络结构调整该STP的一些参数。
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。
生成树介绍
网桥优先级取值范围0-65535（默认32768），必须是4096的倍数
网桥ID
生成树原理
• 配置BPDU › 路径开销（Path Cost）描述了连接网络的端口的“优劣”，端口类 型和带宽决定了该端口的路径开销。 › 根交换机的根路径开销为零。其他交换机收到BPDU后，把报文中的 根路径开销加上接收端口路径开销，得到该端口的“根路径开销”（ Root Path Cost），根路径开销反映了某端口到根交换机的“远近 ”。
生成树原理
• 配置BPDU › 端口ID（Port ID，PID）是端口的标识，由端口优先级（1字节） 和端口编号（1字节）组成 » 发送端口ID是发送该报文的交换机端口的标识
端口ID
端口优先级取值范围0-255（默认128），必须是16的倍数
生成树原理
• 配置BPDU › STP有三个计时器影响端口状态和网络收敛 » Hello timer
生成树
场景
• 环路的现象
› 交换机端口指示灯以相同频率快速闪烁 › 交换机MAC地址表震荡
• 环路的危害
› 链路堵塞
» 广播报文在二层网络中不断泛洪,所有链路都被大量的广播报文充斥
› 所有网络节点设备响应迟缓
» 主机网卡接收到大量的广播报文,操作系统调用大量的CPU进程资源来识别这些 广播报文.
» 大量二层协议广播报文需要二层交换机CPU处理,浪费大量资源,对正常的请求无 法响应
» 交换机处于listening和learning状态的时间由forwarding delay 这个计时器
控制
理解快速生成树协议(RSTP)
快速生成树协议（802.1w）注：本文译自思科的白皮书Understanding Rapid Spanning Tree Protocol（802.1w）.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 介绍Catalyst 交换机对RSTP的支持新的端口状态和端口角色端口状态（Port State）端口角色（Port Roles）新的BPDU格式新的BPDU处理机制BPDU在每个Hello-time发送信息的快速老化接收次优BPDU快速转变为Forwarding状态边缘端口链路类型802.1D的收敛802.1w的收敛Proposal/Agreement 过程UplinkFast新的拓扑改变机制拓扑改变的探测拓扑改变的传播与802.1D兼容结论---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 介绍在802.1d 生成树（STP）标准设计时，认为网络失效后能够在1分钟左右恢复，这样的性能是足够的。
随着三层交换引入局域网环境，桥接开始与路由解决方案竞争，后者的开放最短路由协议（OSPF）和增强的内部网关路由协议（EIGRP）能在更短的时间提供备选的路径。
思科引入了Uplink Fast、Backbone Fast和Port Fast等功能来增强原始的802.1D标准以缩短桥接网络的收敛时间，但这些机制的不足之处在于它们是私有的，并且需要额外的配置。
快速生成树协议（RSTP；IEEE802.1w）可以看作是802.1D标准的发展而不是革命。
STP经典详解
STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写。
该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。
STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文（在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为“配置消息”）来确定网络的拓扑结构。
配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。
生成树协议STP/RSTP1. 技术原理：STP的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。
由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。
当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。
2. 功能介绍：生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。
STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。
新型以太单板支持符合IEEE 802.1d标准的生成树协议STP及IEEE 802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。
但是，由于协议机制本身的局限，STP保护速度慢（即使是1s的收敛速度也无法满足电信级的要求），如果在城域网内部运用STP技术，用户网络的动荡会引起运营商网络的动荡。
目前在MSTP 组成环网中，由于SDH保护倒换时间比STP协议收敛时间快的多，系统采用依然是SDH MS-SPRING或SNCP，一般倒换时间在50ms以内。
STP经典详解
STP经典详解stp（spanningtreeprotocol）是生成树协议的英文缩写。
该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。
STP的基本原理是通过在交换机之间传递特殊的协议消息（该协议消息在IEEE802.1d中称为“配置消息”）来确定网络拓扑。
配置消息包含足够的信息，以确保交换机完成生成树计算。
生成树协议STP/rstp1技术原理：stp的基本思想就是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机，根据设置不同，不同的交换机会被选为根桥，但任意时刻只能有一个根桥。
由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置报文，非根桥接收配置报文并转发，如果某台交换机能够从两个以上的端口接收到配置报文，则说明从该交换机到根有不止一条路径，便构成了循环回路，此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。
当某个端口长时间不能接收到配置报文的时候，交换机认为端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，此时重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。
2.功能介绍：生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。
stp也提供了为网络提供备份连接的可能，可与sdh保护配合构成以太环网的双重保护。
新型以太单板支持符合ieee802.1d标准的生成树协议stp及ieee802.1w规定的快速生成树协议rstp，收敛速度可达到1s。
然而，由于协议机制本身的局限性，STP保护的速度较慢（即使1s的收敛速度也不能满足载波级的要求）。
如果城域网采用STP技术，用户网络的动荡将导致运营商网络的动荡。
目前，在由MSTP组成的环网中，由于SDH保护切换时间远快于STP协议的收敛时间，系统仍采用sdhms-spring或SNCP，切换时间一般小于50ms。
RSTP原理及性能测试指导书
RSTP原理及性能测试指导书资料编码资料编码产品名称产品名称使⽤对象使⽤对象产品版本产品版本编写部门编写部门研发测试部研发测试部资料版本资料版本RSTP 性能性能测试指导书测试指导书拟制：⽇期：审核：⽇期：批准：⽇期：修订记录⽇期修订版本作者描述2008.10.10V1.0 任富强⽬录⼀、RSTP简介 (1)⼆、RSTP⼯作原理 (1)2.1 接⼝⾓⾊以及活跃拓扑 (2)2.2 快速收敛 (3)2.3 接⼝⾓⾊同步 (4)2.4 桥接协议数据单元格式以及处理 (5)2.5 处理最优BPDU 信息 (6)2.6 处理次级BPDU 信息 (6)2.7 拓扑变化 (7)三、RSTP命令⾏⼿册 (8)3.1 使能/关闭RSTP功能 (8)3.2 STP/RSTP模式切换 (8)3.3 ⽣成树桥优先级配置 (8)3.4 RSTP时间参数的配置 (9)3.5 端⼝开销和端⼝优先级配置 (10)3.6 STP和RSTP兼容模式的检查 (10)3.7 显⽰RSTP信息 (11)四、RSTP倒换性能测试指导 (11)4.1 测试设备: (11)4.2 测试环境: (11)4.3 测试说明: (12)4.3.1测试仪器配置注意事项: (12)4.3.2替换端⼝倒换性能测试: (12)4.3.3备份端⼝倒换性能测试: (12)4.4 测试结果: (13)⼀、RSTP简介⽣成树协议是⼀种⼆层管理协议,它通过有选择性地阻塞⽹络冗余链路来达到消除⽹络⼆层环路的⽬的,同时具备链路的备份功能. 它能使⼀个局域⽹中的交换机起下⾯作⽤:发现并启动局域⽹的⼀个最佳树型拓朴结构.发现故障并随之进⾏恢复,⾃动更新⽹络拓朴结构,使在任何时候都选择了可能的最佳树型结构.局域⽹的拓朴结构是根据管理员设置的⼀组⽹桥配置参数⾃动进⾏计算的.使⽤这些参数能够⽣成最好的⼀棵拓朴树.只有配置得当,才能得到最佳的⽅案.⽣成树协议和其他协议⼀样,是随着⽹络的不断发展⽽不断更新换代的. 本交换机既⽀持STP协议,也⽀持RSTP协议,遵循IEEE 802.1D和IEEE 802.1w标准.RSTP 协议完全向下兼容802.1D STP协议,除了和传统的STP协议⼀样具有避免回路、提供冗余链路的功能外,最主要的特点就是“快”.如果⼀个局域⽹内的⽹桥都⽀持RSTP 协议且管理员配置得当,⼀旦⽹络拓朴改变⽽要重新⽣成拓朴树只需要不超过1秒的时间(传统的STP需要⼤约50秒).⼆、RSTP⼯作原理本章主要介绍RSTP协议的⼯作原理.⽹桥之间通过交换BPDU(Bridge Protocol Data Units,⽹桥协议数据单元)帧来获得建⽴最佳树形拓朴结构所需要的信息.这些帧以组播地址01-80-C2-00-00-00(⼗六进制)为⽬的地址.每个BPDU 由以下这些要素组成:Root Bridge ID(本⽹桥所认为的根桥ID).Root Path cost(本⽹桥的根路径花费).Bridge ID(本⽹桥的桥ID).Port ID(发送该报⽂端⼝的ID).Message age(报⽂已存活的时间).Forward-Delay Time、Hello Time、Max-Age Time 三个协议规定的时间参数.其他⼀些诸如表⽰发现⽹络拓朴变化、本端⼝状态的标志位.当⽹桥的⼀个端⼝收到⾼优先级的BPDU(更⼩的bridge ID,更⼩的root path cost,等),就在该端⼝保存这些信息,同时向所有端⼝更新并传播信息.如果收到⽐⾃⼰低优先级的BPDU,⽹桥就丢弃该信息.这样的机制就使⾼优先级的信息在整个⽹络中传播开,BPDU 的交流就有了下⾯的结果:⽹络中选择了⼀个⽹桥为根桥(Root Bridge).除根桥外的每个⽹桥都有⼀个根⼝(Root Port),即提供最短路径到Root Bridge 的端⼝.每个⽹桥都计算出了到根桥(Root Bridge)的最短路径.每个LAN都有了指定⽹桥(Designated Bridge),位于该LAN与根桥之间的最短路径中.指定⽹桥和LAN相连的端⼝称为指定端⼝(Designated port).根⼝(Root port)和指定端⼝(Designated port)进⼊Forwarding 状态.其他不在⽣成树中的端⼝就处于Discarding 状态2.1接⼝⾓⾊以及活跃拓扑RSTP 通过指定不同的接⼝⾓⾊以及检测活跃拓扑来对提⾼⽣成树的收敛速度.RSTP 使⽤和802.1D 相同的规则根据交换机优先级选择根交换机.接下来RSTP会将接⼝指定为以下⼏种⾓⾊:Root port——根接⼝是向根交换机转发数据的最优接⼝,即到达跟交换机最近(度量最低)的接⼝.Designated port——指定接⼝是连接在指定交换机上的接⼝,指定交换机到达根交换机路径上要通过的交换机.Alternate port——替代接⼝提供对当前根接⼝的备份接⼝.Backup port——备份接⼝提供对指定接⼝的备份接⼝.备份接⼝只存在于当交换机的两个接⼝被⼀个点对点线缆连接成⼀个环路或者交换机有到⼀个共享⽹络中的多个连接时. Disabled port——在⽣成树中不担任任何⾓⾊.⼀个根接⼝或者指定接⼝作为活跃拓扑的⼀部分.⽽替代接⼝和备份接⼝不作为活跃拓扑的⼀部分.在⼀个稳定的拓扑结构以及⼀致接⼝⾓⾊的⽹络中,RSTP 保证当所有替代接⼝以及备份接⼝都在丢弃状态下时,根接⼝以及指定接⼝能够马上进⼊转发状态.接⼝状态控制着转发和学习操作.下图列出了802.1D与RSTP 的接⼝状态⽐较:2.2快速收敛RSTP提供在⽹络发⽣变化后的快速收敛特性.RSTP 定义了⼀下概念:Root ports——如果RSTP 选举了⼀个新的根接⼝,他会阻断⽼的根接⼝并且⽴即将新的根接⼝转变为转发状态.Point‐to‐point links——如果两个接⼝之间通过对对点连接相连并且本地是指定接⼝,他会与对端接⼝通过proposal‐agreement 握⼿进⾏快速协商转换,同时保证⽆环拓扑.如在下图中,交换机 A 与交换机 B 通过点对点线路连接,所有接⼝都处于阻塞状态.假设交换机 A 的优先级⼤于交换机 B 的优先级,交换机 A 向交换机 B 发送⼀个proposal 消息(proposal 位置位的配置BPDU),提议⾃⼰为制定交换机.当接收到proposal 消息后,交换机 B 将接受到消息得接⼝设置为新的根接⼝,将其他⾮边缘接⼝设置为阻塞状态,并且从新的根接⼝发回⼀个agreement 消息.在接受到交换机 B 的agreement 消息后,交换机 A ⽴即将指定接⼝转换到转发状态.因为交换机 B 将所有的⾮边缘接⼝设置为阻塞并且AB之间只有点对点连接,所以⽹络中没有环路. 当交换机C连接到交换机B的时候,会进⾏相同的⼀个协商过程.交换机C 将与交换机 B 连接的接⼝设置为根接⼝,并且⽴即转到转发状态.每⼀个交换机接⼊活跃拓扑后都会进⾏⼀次类似的协商过程.在⽹络收敛过程中,协商⼀致从根交换机进⾏到最端的交换机. 交换机通过接⼝的双⼯模式确定链路类型:全双⼯接⼝认做是点对点连接;半双⼯接⼝认为是共享连接.接⼝⾓⾊同步步2.3接⼝⾓⾊同当交换机从⼀个接⼝接收到⼀个proposal 消息并且那个接⼝被选举为根接⼝后,RSTP 强制所有其他接⼝与新的根信息进⾏同步. 当交换机的所有接⼝都与从根接⼝上接收到的根信息同步后我们说交换机同步了.交换机上每个接⼝在以下状况表⽰同步完成:接⼝在阻塞状态是⼀个边缘接⼝如果⼀个指定接⼝在转发状态并且没有被配置为⼀个边缘接⼝,那么当RSTP强制同步新的根信息的时候会转到阻塞状态.通常情况下,当RSTP强制同步根信息⽽接⼝并没有在以上状态下时,接⼝状态会变为阻塞状态.在确定所有接⼝同步之后,交换机通过根接⼝向指定交换机发送⼀个agreement 消息.当通过点对点连接的交换机之间通过协商确定接⼝⾓⾊后,RSTP⽴即将接⼝转到转发状态.下图显⽰基本流程图:2.4桥接协议数据单元格式以及处理RSTP的BPDU 格式与802.1D 的BPDU格式是相同的,除了协议版本设置为2.在版本1 中有⼀字节的数据被设置为0,表⽰版本1没有使⽤这⼀字节.下图显⽰这样字段在RSTP 中的标记含义:发送交换机设置proposal 标记在LAN 中协商⾃⼰为指定交换机.在proposal消息中的接⼝⾓⾊始终为指定接⼝.发送交换机通过设置agreement 标记来接受之前的proposal.消息中的接⼝⾓⾊始终为根接⼝. RSTP并没有使⽤⼀个不同的拓扑变化通告(TCN)BPDU.它使⽤TC(topology change)标记表⽰拓扑变化.当然,在与802.1D 交换机进⾏操作时,RSTP 还是会处理并产⽣TCN BPDU 的.2.5处理最优BPDU 信息如果⼀个接⼝接收到了⼀个更优的根信息(低的BID,低路径开销等等),RSTP 会触发⼀次重配置.如果接⼝被提议协商并且选举出⼀个新的根接⼝,RSTP强制所有其他接⼝同步.如果接收到⼀个proposal 标记置位的RSTP BPDU,那么交换机会在所有接⼝同步之后返回⼀个agreement 消息.如果接收到的是⼀个802.1D BPDU,交换机不设置proposal 标记并且启动接⼝的转发延时计时器.新的根接⼝需要两倍转发延时计时器时间转换到转发状态.2.6处理次级BPDU 信息如果⼀个指定接⼝收到⼀个次级BPDU 信息,信息中标记指定接⼝,那么他会⽴即返回其⾃⾝的信息.2.7拓扑变化本节描述RSTP与802.1D在处理⽣成树拓扑的变化时的不同点.检测——不同于802.1D当任何在转发与阻塞状态之间的转换都会引起拓扑变动,RSTP 只有在阻塞转到转发状态时才会造成拓扑变化.任何边缘接⼝的状态变化不会引起拓扑变动.当RSTP检测到拓扑变化时,他会刷新除了接受TC 信息的接⼝以外的⾮边缘接⼝的学习到的信息.通告——不同于802.1D使⽤TCN BPDU,RSTP并不适⽤TCN BPDU.当然,为了与802.1D 兼容,在收到TCN BPDU 时RSTP 同样会产⽣和处理TCN BPDU.确认——当RSTP 交换机在⼀个指定接⼝上收到⼀个802.1D 交换机发送来的TCN 消息后,会返回⼀个TCA 置位的配置BPDU.当然,如果连接到802.1D交换机的根接⼝启动了TC‐while计时器(与802.1D中的topology‐change 计时器相同)并且收到⼀个TCA置位的配置BPDU,TC‐while计时器会被重置. 这个特性只在⽀持802.1D交换机时使⽤,RSTP BPDU 本⾝不设置TCA位.传播——当RSTP 交换机从⼀个指定接⼝或者根接⼝收到⼀个TC消息后,他会从所有给边缘接⼝、指定接⼝以及根接⼝(除了接收消息的接⼝)传播出去.交换机在所有这些接⼝上启动TC‐while计时器并且刷新所有学习到的信息.协议迁移——为了向后兼容802.1D交换机,RSTP选择性地在特定接⼝上发送802.1D配置BPDU 以及TCN BPDU. 当接⼝初始化后,迁移计时器启动(控制RSTP BPDU 发送的最⼩时间间隔)并发送RSTP BPDU.当计时器激活后,交换机处理所有从接⼝上接收到的BPDU 并且忽略协议类型. 如果交换机在迁移延时计时器超时后接收到⼀个802.1D BPDU,就假设连接到⼀个802.1D 交换机并且只使⽤802.1D BPDU.然⽽,如果交换机在⼀个接⼝上使⽤802.1D BPDU 并且在计时器超时后接收到⼀个RSTP BPDU,他会重启计时器并开始在接⼝上使⽤RSTP BPDU.附加说明:想更深了解RSTP协议,请参考《CISCO-Understanding Rapid Spanning Tree Protocal.pdf》.三、RSTP命令⾏⼿册本章主要介绍RSTP相关命令.3.1 使能/关闭RSTP功能命令操作视图命令说明 rstp enable 配置视图开启全局rstp功能 rstp disable 配置视图关闭全局rstp功能 rstp port port-id enable 配置视图开启端⼝rstp功能 rstp port port-id disable配置视图关闭端⼝rstp功能注意事项:只有全局和端⼝同时开启rstp功能,才能正确进⾏⽣成树计算.3.2 STP/RSTP模式切换命令操作视图命令说明rstp forceversion version-id 配置视图配置stp/rstp模式,version-id取值0,则系统运⾏stp协议;取值为2,则系统运⾏rstp协议.默认值为2.3.3 ⽣成树桥优先级配置命令操作视图命令说明rstp bridge priority bridge-pri 配置视图配置⽣成树桥优先级,其中bridge-pri取值为16进制的0~FFFF,且取值必须是4096的整数倍.默认值是0x8000附加说明附加说明:只要开启STP/RSTP的功能,则每台交换机都有⼀个唯⼀的桥ID,桥ID是由“桥优先级＋桥MAC”组成,⽽桥ID最低的交换机可以被选举为根桥,所以设置的桥优先级的⼤⼩往往成为该交换机是否成为根桥的关键;另,如果两交换机的桥优先级值相同,则会⽐较⼆者的MAC,MAC⼩者成为根桥.3.4 RSTP时间参数的配置命令操作视图命令说明rstp hello-time hello-time 配置视图配置hello time值,hello-time取值为1s～10s,默认值是2s.rstp forward-delay forward-delay 配置视图配置forward delay值,forward-delay取值为 4s～30s,默认值是15s.rstp max-age max-age 配置视图配置max age值,max-age取值为6s～40s,默认值是20s.附加说明:HelloTime、Max Age、ForwardDelay是三个重要的定时器参数,1)HelloTime:端⼝发出BPDU消息的时间间隔.在设备初始化时,每个桥都会主动发出BPDU 消息,当⽣成数拓扑稳定后,只有根桥按照hello time设置的间隔发出BPDU,其他桥收到上游的BPDU后,才触发发送⾃⼰的BPDU.2)ForwardDelay:端⼝状态改变的时间间隔,更具体的说是端⼝listening和learning状态各⾃的时间.3)Max Age:端⼝BPDU⽼化的时间,如果超过这个时间还收不到更新BPDU,则认为该端⼝上的BPDU⽼化.3.5端⼝开销和端⼝优先级配置命令操作视图命令说明rstp port port-id path-cost path-cost 配置视图配置端⼝的路径开销,其中path-cost值为:1～200000000,rstp port port-id priority pri 配置视图配置端⼝优先级,pri的取值为16进制的0～FF附加说明:1)从根桥出发,在经过不同的交换机时,此交换机端⼝的“端⼝开销”值累加的结果就得到了“根路径开销”,根路径开销反映了某端⼝到根桥的远近,根路径开销是选举根端⼝的关键.2)根据配置消息⽐较的原则,有时也会⽐较端⼝ID,端⼝ID是由“端⼝优先级＋端⼝号”组成.当需要⽐较端⼝ID时,则端⼝ID⼩的配置消息较优,但如果端⼝优先级相同,则端⼝号⼩的配置消息较优.3.6 STP和RSTP兼容模式的检查命令操作视图命令说明rstp port port-id mcheck 配置视图此命令的作⽤是,当端⼝处于stp兼容模式时,也就是rstp协议的端⼝仍然发送stp 的报⽂,此时执⾏此命令会触发端⼝发送rstp 的报⽂.注意: 执⾏此命令不会下发配置信息.3.7 显⽰RSTP 信息命令操作视图命令说明show rstp 管理视图显⽰rstp 信息四、 RSTP 倒换性能倒换性能测试指导测试指导4.1 测试设备:测试仪1台,交换机2台,HUB1个,PC ⼀台,若⼲⽹线和光纤.4.2 测试环境:测试仪器配置注意事项::4.2.1测试仪器配置注意事项测试仪的TX端⼝配置发送数据格式,数据包⽬的MAC为RX端⼝的MAC地址,数据包⼤⼩Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端⼝倒换性能测试::4.2.2替换端⼝倒换性能测试测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开root端⼝链路,使交换机的替换(Alt)端⼝倒换成为根端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX 端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root和Desi 端⼝状态为Forward,Alt和Backup端⼝状态为Discard.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]备份端⼝倒换性能测试::4.2.3备份端⼝倒换性能测试测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开Design端⼝链路,使交换机的备份(Backup)端⼝倒换成为指定端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root 和Desi端⼝状态为Forward,Alt和Backup端⼝状态为Discard.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地⼯作,建议RSTP协议的参数采⽤默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; ForwardDelay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端⼝和备份端⼝的倒换性能的测试.其它阻塞端⼝从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.⼆层交换机RSTP倒换性能测试结果:Sicom3024EX测试结果:注:备份端⼝倒换时间为两倍的forward-delay;发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟. Sicom3048测试结果:三层交换机RSTP倒换性能测试⼀、测试设备测试仪1台,⼆层交换机2台,三层交换机⼀台,PC⼀台,若⼲⽹线.⼆、测试环境三、测试说明测试仪器配置注意事项:测试仪的TX端⼝配置发送数据格式,数据包⽬的MAC为RX端⼝的MAC地址,数据包⼤⼩Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端⼝倒换性能测试:测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开SWC的root端⼝链路,使交换机的替换(Alt)端⼝倒换成为根端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWC的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWC的RSTP信息,root和Desi端⼝状态为Forward,Alt端⼝状态为Discard/Block.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地⼯作,建议RSTP协议的参数采⽤默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; ForwardDelay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端⼝和备份端⼝的倒换性能的测试.其它阻塞端⼝从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.四、测试结果:注:发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟.(测试10组数据,3组倒换时间不到100ms,7组倒换时间在290左右,最⼩77ms,最⼤299ms)。
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rstp生成树的工作原理-回复
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种用于生成树算法的快速变种，它能够提供更快的网络转发和恢复速度。
本文将介绍RSTP的工作原理，从树的构建和更新、端口状态的转换以及收敛过程等方面进行详细阐述。
一、树的构建和更新
RSTP的第一步是通过选举根桥（root bridge）来确定树的根。
根桥是网络拓扑中优先级最高的桥，它用于发送配置信息和控制整个网络的状态。
每个桥都会发送自己的优先级和MAC地址，根据这些信息进行选举根桥。
优先级越低的桥将成为根桥，如果有多个桥优先级相同，则选择MAC地址较小的桥。
选举完成后，所有其他桥都会将某个端口指定为根端口（root port），该端口连接到根桥，成为树的一部分。
树的构建完成后，RSTP会监听网络中的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来判断端口是否需要转发或阻塞。
BPDU是一种用于通信桥之间状态信息的协议。
RSTP中的BPDU包含了桥的优先级、端口角色、状态信息等。
通过监听BPDU，RSTP可以检测到网络拓扑的变化，并做出相应的调整。
当网络中出现拓扑变化时，RSTP会通过一系列协商过程快速更新生成树。
该过程包括根端口、指定端口和阻塞端口的转换。
二、端口状态的转换
RSTP定义了三种端口状态：根端口、指定端口和阻塞端口。
1. 根端口（root port）：根端口是连接到根桥的端口，它具有最短的路径到达根桥，用于转发数据。
当根端口的连接断开或有更短路径的端口加入网络时，RSTP会将根端口状态从根端口转换为指定端口或阻塞端口。
2. 指定端口（designated port）：指定端口是每个网段中用于转发数据的端口。
当指定端口失效或有其他端口成为更优的指定端口时，RSTP会将该端口状态从指定端口转换为阻塞端口。
3. 阻塞端口（blocking port）：阻塞端口不转发数据，它用于避免环路的形成。
当一个端口成为指定端口或根端口时，RSTP会将该端口状态从阻塞端口转换为指定端口。
端口状态的转换是通过发送和接收BPDU来完成的。
当RSTP监听到BPDU信息时，它会根据收到的信息和当前网络的状态进行决策，从而进
行端口状态的相应转换。
三、收敛过程
RSTP的收敛过程是指网络从一个状态转换到另一个状态的过程，主要包括拓扑变化通知、生成树计算、端口状态转换三个阶段。
1. 拓扑变化通知：当网络中发生拓扑变化时，桥会发送通知消息，该消息会被所有桥接口广播出去。
这些通知消息包含了根桥信息、发送通知消息的桥信息、接收通知消息的桥信息等。
通过这些通知消息，每个桥可以了解到整个网络的状态，包括根桥的位置、路径成本等。
2. 生成树计算：根据拓扑变化通知消息，每个桥计算到达根桥的路径成本，并重新计算端口状态，以便更新生成树。
在计算路径成本时，RSTP采用了优化技术，它可以通过快速收敛和局部计算来加速生成树的更新。
3. 端口状态转换：根据生成树计算的结果，每个桥将端口状态进行相应转换。
如果某个桥的端口成为新的根端口或指定端口，则会将端口状态从阻塞端口转换为根端口或指定端口。
如果端口的状态发生改变，桥会发送配置通知消息，该消息会被广播到整个网络，通知其他桥改变端口的状态。
通过以上三个阶段的过程，RSTP可以快速更新生成树，并确保网络中只有一条活动路径，避免了环路的产生。
四、总结
RSTP是一种快速生成树算法，它通过选举根桥、端口状态的转换以及收敛过程来实现快速网络转发和恢复。
在RSTP中，树的构建和更新是通过选举优先级和MAC地址来确定根桥，并通过监听和解析BPDU来实现的。
端口状态的转换通过发送和接收BPDU来完成，RSTP根据收到的信息进行相应的决策。
收敛过程包括拓扑变化通知、生成树计算和端口状态转换三个阶段，它们相互协作，保证了网络状态的快速更新。
通过有效的生成树计算和端口状态转换，RSTP能够提供更快的网络转发和恢复速度，同时避免了环路的形成。