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交換機RSTP協(xié)議介紹

瀏覽次數：發(fā)布時(shí)間：2022-11-28

STP 概述

STP（Spanning Tree Protocol）是生成樹(shù)協(xié)議的英文縮寫(xiě)。STP 協(xié)議中定義了根橋（RootBridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路徑開(kāi)銷(xiāo)（Path Cost）等概念，用于通過(guò)構造一棵自然樹(shù)的方法實(shí)現將環(huán)路網(wǎng)絡(luò )修剪成無(wú)環(huán)路的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )， 從而避免報文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò )中的增生和無(wú)限循環(huán)，同時(shí)實(shí)現鏈路備份和路徑最優(yōu)化。
STP 采用 BPDU（Bridge Protocol Data Unit 橋協(xié)議數據單元）也稱(chēng)為配置消息，進(jìn)行 網(wǎng) 橋 之 間 的 信 息 交 流 。 STP BDUP 是 一 種 二 層 報 文 ， 目的 MAC 時(shí) 多 播 地 址01-80-C2-00-00-00，所有支持 STP 協(xié)議的網(wǎng)橋都會(huì )接收并處理收到的 BPDU 報文。該報文的數據區里攜帶了用于生成樹(shù)計算的所有有用信息。
 

RSTP 技術(shù)介紹

1、根橋(Root)
樹(shù)形的網(wǎng)絡(luò )結構，必須要有樹(shù)根，于是 STP 引入了根橋（ Root Bridge）的概念。根橋在全網(wǎng)中只有一個(gè)，而且根橋會(huì )根據網(wǎng)絡(luò )拓撲的變化而改變，因此根橋并不是固定的。網(wǎng)絡(luò )收斂后，根橋會(huì )按照一定的時(shí)間間隔產(chǎn)生并向外發(fā)送配置 BPDU，其他的設備對該配置BPDU 進(jìn)行轉發(fā)，從而保證拓撲的穩定。選舉根橋的依據是網(wǎng)橋優(yōu)先級和網(wǎng)橋 MAC 地址組合成的橋 ID （ Bridge ID），橋 ID 最小的網(wǎng)橋將成為網(wǎng)絡(luò )中的根橋。
 
2、根端口(Root Port)
所謂根端口，是指一個(gè)非根橋的設備上離根橋最近的端口。根端口負責與根橋進(jìn)行通信。非根橋設備上有且只有一個(gè)根端口，根橋上沒(méi)有根端口。
 
3、指定端口(Designated Ports)
指定端口是專(zhuān)門(mén)指定的，通過(guò)其根端口到達跟橋開(kāi)銷(xiāo)最低的端口。指定端口會(huì )被標記為轉發(fā)端口
 
4、STP 與 RSTP 介紹
RSTP(802.1w)為 802.1ad 發(fā)展而來(lái)，其目的為了解決 STP 收斂時(shí)間較長(cháng)的問(wèn)題，下面為 RSTP 與STP 的介紹：
  STP RSTP
 
 
技術(shù)介紹		 基于 OSI 網(wǎng)絡(luò )模型的數據鏈路層(第二層)通訊協(xié)定，用作確保一個(gè)無(wú)回圈的區域網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。通過(guò)有選擇性地阻塞冗余鏈路來(lái)達到消除網(wǎng)路二層環(huán)路的目的，同時(shí)具備鏈路的備份功能，又稱(chēng)擴展樹(shù)協(xié)議 RSTP 是從 STP 發(fā)展過(guò)來(lái)的，其實(shí)現基本思想一致，但它更進(jìn)一步的處理了網(wǎng)絡(luò )臨時(shí)失去連通性的問(wèn)題。
 相同點(diǎn) 1.整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò )只有一棵生成樹(shù)，拓撲收斂受網(wǎng)路拓撲規模影響；
2.網(wǎng)絡(luò )的連通性受網(wǎng)絡(luò )結構對稱(chēng)性影響；
3.鏈路阻塞鏈路不承載任何流量。
不同點(diǎn) 1.不能快速遷移，需要等待 2 倍forward delay 時(shí)間延時(shí)；
2.在點(diǎn)對點(diǎn)或邊緣端口，需要等待
2 倍 delay 時(shí)間延時(shí)；
3.邊緣端口需要等待 2 倍 delay 時(shí)間延時(shí)。		 1.能夠快速遷移，當根端口/指定端口失效的情況下，替換端口/備份端口就會(huì )無(wú)時(shí)延地進(jìn)入轉發(fā)狀態(tài)；
2.指定端口只需與下游網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手就可以無(wú)時(shí)延地進(jìn)入轉發(fā)狀態(tài)；
3.直接與終端相連而不是把其他網(wǎng)橋相連的端口定義為邊緣端口（Edge Port）。邊緣端
口可以直接進(jìn)入轉發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時(shí)。
表 1  STP/RSTP 介紹
 

全局配置

配置步驟
1．在導航欄中選擇[高級配置/STP/全局設置]，進(jìn)入 STP[全局設置]界面。
2．在[全局設置]界面中可以查看 STP 的全局配置信息。
3．如需修改相關(guān)配置，可直接在對應配置項的配置欄中輸入需要配置的值，如下圖
 
 
配置項說(shuō)明
STP[全局設置]的相關(guān)界面的配置項說(shuō)明。
配置項 說(shuō)明
STP 模式 當前的 STP 模式,支持 RSTP，兼容 STP
系統優(yōu)先級 STP 的系統優(yōu)先級
狀態(tài)轉換延遲 端口在 disabled/listenning/learning/forwarding 之間切換的延遲
數據包發(fā)送間隔 穩定狀態(tài)下，STP 協(xié)議報文發(fā)送的時(shí)間間隔
數據包最大生存時(shí)間 網(wǎng)橋接收的 STP 協(xié)議數據包的最大生存時(shí)間，超過(guò)這個(gè)時(shí)間未收到新的協(xié)議數據包，該數據包就會(huì )被丟棄
數據包每秒發(fā)送最大個(gè)數 端口每秒發(fā)送 STP 協(xié)議數據包的最大個(gè)數
表 2  STP[全局設置]界面的配置項說(shuō)明
 

端口配置

配置步驟
1．在導航欄中選擇[高級配置/STP/端口設置]，進(jìn)入 STP[端口設置]界面。
2．在[端口設置]界面中可以查看 STP 的端口配置信息。
3．如需修改端口配置，可直接單擊對應端口顯示條目右側的[修改]按鈕，進(jìn)入 STP 的端口配置界面，如下圖所示。

 
配置項說(shuō)明
STP[端口設置]的相關(guān)界面的配置項說(shuō)明。
配置項 說(shuō)明
端口 端口名稱(chēng)
STP使能狀態(tài) 端口的STP使能，[禁止]或[使能]，默認為禁止
端口優(yōu)先級 端口的STP優(yōu)先級
路徑開(kāi)銷(xiāo)計算方式 STP端口的路徑開(kāi)銷(xiāo)的計算方式，[自動(dòng)]或[管理]，默認為自動(dòng)
路徑開(kāi)銷(xiāo) STP端口路徑開(kāi)銷(xiāo)，當路徑開(kāi)銷(xiāo)計算方式在管理模式下時(shí)，端口的路徑 
開(kāi)銷(xiāo)生效為配置的這個(gè)值
表 3  STP[端口設置]界面的配置項說(shuō)明
 
路徑開(kāi)銷(xiāo):
STP BPDU 報文每通過(guò)一個(gè)根端口，則需要一定的路徑開(kāi)銷(xiāo)，而經(jīng)過(guò)各個(gè)橋的路徑開(kāi)銷(xiāo)累加而成，這個(gè)值就叫做根路徑開(kāi)銷(xiāo)(Root Path Cost)。經(jīng)過(guò)不同速率的根端口所對應的路徑開(kāi)銷(xiāo)是不同的，具體如下表：
表 4  不同速率端口路徑開(kāi)銷(xiāo)
端口速率 路徑開(kāi)銷(xiāo)
10Mbps 2,000,000
100Mbps 200,000
1000Mbps 20,000
 

STP 信息

配置步驟
1．在導航欄中選擇[高級配置/STP/STP 信息]，進(jìn)入 STP[STP 信息]顯示界面。
2．在[STP 信息]界面中可以查看 STP 的當前運行信息，如下圖所示。
3．單擊[刷新]，可顯示最新的運行信息。

 

端口信息

配置步驟
1．在導航欄中選擇[高級配置/STP/端口信息]，進(jìn)入 STP[端口信息]顯示界面。
2．在[端口信息]界面中可以查看端口的 STP 當前運行信息，如下圖所示。
3．單擊[刷新]，可顯示最新的運行信息。


STP 端口信息介紹如下表：
STP 端口信息 說(shuō)明
STP enable Disable：禁止 STP
Enable：使能 STP
Priority 端口優(yōu)先級
Role Root Port：根端口,連接根橋方向端口，提
供最小的路徑開(kāi)銷(xiāo)；
Designated Port：指定端口，與根端口連接，提供最小的路徑開(kāi)銷(xiāo)；
Disable Port：禁止端口，不負責報文的
轉發(fā)，阻塞狀態(tài)；
Alternate Port：替代端口，為當前根端口到根網(wǎng)橋提供一條替代路徑；
Backup Port：備份端口，為指定端口提供
一條備份路徑。 
PartnerVersion STP 模式：STP/RSTP/MSTP(暫不支持)
State Forwarding：轉發(fā)狀態(tài)
Block:阻塞狀態(tài)
AdminPathCost 系統路徑開(kāi)銷(xiāo)配置值
AutoPathCost Disable：禁止自動(dòng)計算路徑開(kāi)銷(xiāo)
Enable：使能自動(dòng)計算路徑開(kāi)銷(xiāo)
OperPathCost 操作路徑開(kāi)銷(xiāo)
OperEdge Disable：非邊緣端口
Enable：邊緣端口
OperP2P Disable：非點(diǎn)對點(diǎn)模式
Enable：點(diǎn)對點(diǎn)模式
 
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