（HCIP）一、STP回顾及RSTP改进

（HCIP）⼀、STP回顾及RSTP改进
⼀、STP技术点回顾及RSTP的改进
1、STP技术回顾
1.1、STP的作⽤是：⼆层防环、冗余备份
1.2、STP的端⼝⾓⾊有：DP：指定端⼝ RP：根端⼝ AP：阻塞端⼝（逻辑阻塞）
1.3、STP的端⼝状态：
转发状态：转发⽤户数据及转发报⽂
学习状态：学习mac地址
侦听状态（listening）：⽣成树此时已经根据交换机所接收到的BPDU⽽判断出了这个端⼝应该参与数据帧的转发。

阻塞状态（blocking）：逻辑上的阻塞、不参与帧转发
关闭状态(disabled) ：不运⾏STP
1.4、简述STP的⼯作原理
在⼆层⽹络当中会选择⼀个根设备（root设备)
在每个⾮根设备上会选择根端⼝(RP端⼝)
在每个链路上⾯会选择⼀个指定端⼝（DP）
阻塞端⼝在逻辑阻塞数（AP端⼝）
1.5、端⼝（RP端⼝或者DP端⼝）的竟选规则（值越⼩越好）
⽐较设备的BID(设备的优先级（4096的倍数）+设备的MAC地址)-----选举出根设备（ROOT设备）
配置命令 [huawei]stp priority 4096
查看端⼝⾓⾊状态： [huawei]dis stp brief
该设备的该端⼝到达根设备（ROOT）的销值，开销值越⼩越好。

查看端⼝开销值：[huawei]dis stp interface g0/0/1
其中port cost : config=auto /active=2000 这就是开销值
⽐较发送设备的BID
⽐较发送设备的PID（接⼝优先级默认值是１２８+接⼝ID）
⽐较⾃⼰的PID
2、STP技术的不⾜点
⼆层⽹终运⾏stp后整个⽹络的收敛时间致少30S
交换机有AP端⼝，RP端⼝down掉场景需要30S才能收敛完成
交换机上没有AP端⼝，RP端⼝down掉场景需要50S才能收敛完成
运⾏STP的交换机连接⽤户终端场景,终端设备想要上⽹，需要30S等待时间
STP的拓扑变更机制⽐较繁琐
端⼝⾓⾊（AP端⼝定义不是特别明确）和端⼝状态（有些端⼝状态作⽤是重复的）
3、RSTP对STP的改进
3.1、报⽂格式的改进：RSTP充分利⽤了RSTP BPDU报⽂⾥⾯的flag字段
3.2、端⼝⾓⾊增加和端⼝状态的减少
增加：BP端⼝ backup port作⽤：阻塞⽤户数据，BP端⼝是DP端⼝的备份
减少：把STP协议当中的前⾯三种状态合为⼀种状态，就是discarding状态
3.3、P/A机制
报⽂格式的改进 RSTP充分利⽤了RST BPDU报⽂⾥⾯的flag字段
作⽤：其⽬的是使⼀个指定的端⼝尽快进⼊Forwarding状态
产⽣条件：1、点到点的全双⼯， 2、两端⼝之间是RP和DP之间
P/A机制的原理:
两台交换机SW1和SW2之间连接，由于SW1的BID是4096，SW2的BID是8192，因为SW1会主动向SW2发送P位置的BPDU报⽂（此时的SW1的情况Discarding端⼝⾓⾊是DP）当SW2收到之后同步变量（阻塞除边缘端⼝外的其他端⼝，防⽅出现环路）同步好之后 SW2会发送⼀个A置位的BPDU报⽂给SW1（SW2的情况Forwarding端⼝）当SW1收到A置位的BPDU报⽂，端⼝⽴即进⼊Forwarding
⼆、STP技术的不⾜点（详细介绍）
问题⼀、stp从初始状态到完全收敛⾄少需要经过30s
问题⼆、交换机有AP端⼝，RP端⼝down掉场景
问题三、交换机⽆AP端⼝，RP端⼝down掉场景
SWB与SWA的直连链路down掉，则SWC的AP端⼝切换成DP端⼝并进⼊转发状态⼤约需要50s
⼩结：
如果该AP端⼝可以收到BPUD的话，收敛时间是30S
如果该AP端⼝不可以收到BPDU的话，收剑时间是50%
问题四、运⾏STP的交换机连接⽤户终端场景
交换机连接终端的链路进⼊转发需要经过30s
问题五、STP的拓扑变更机制
先由变更点朝根桥⽅向发送TCN消息，收到该消息的上游交换机就会回复TCA消息进⾏确认最后TCN消息到达根桥后，再由根桥发送TC消息通知设备删除桥 MAC地址表项，机制复杂，效率低下。

问题六、端⼝⾓⾊
问题七：端⼝状态
三、RSTP对STP的改进(详细介绍）
1、端⼝⾓⾊及端⼝状态
RSTP定义了两种新的端⼝⾓⾊：备份端⼝(Backup Port)和预备端⼝（Alternate Port)
backup 端⼝作为指定端⼝的备份，提供了另外⼀条从根桥到⾮根桥的备份链路
Alternate端⼝作为根端⼝中的备份端⼝，提供了从指定桥到根桥的另⼀条备份路径
⼩结：
-RP端⼝的备份端⼝就是AP端⼝
-DP端⼝的备份端⼝就是BP端⼝
实验如下：
问题1：为什么SW3的g0/0/5成为BP端⼝?⽽不是g0/0/4
1)、开启三个交换机的rstp功能
[LSW1]stp mode rstp
[LSW2]stp mode rstp
[LSW3]stp mode rstp
2)、根据上拓扑图修改stp优先级
[LSW1]stp priority 4096
[LSW2]stp priority 8192
[LSW3]stp priority 32768
3)、查看交换机SLW3各端⼝stp⾓⾊
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/5 BACK DISCARDING NONE
从SLW3交换机stp端⼝⾓⾊看到g0/0/5为BP端⼝，g0/0/4为DP端⼝
答：根据端⼝PID优先级竟选规则进⾏的，因为g0/0/5的接⼝PID⽐g0/0/4接⼝的PID⼤（越⼩越优先)
问题2：怎样让SLW3的g0/0/5成为DP端⼝呢
答：修改g0/0/5的PID优先级
[LSW3]int g0/0/5
[LSW3-GigabitEthernet0/0/5]stp instance 0 port priority 32
[LSW3]dis stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/4 BACK DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/5 DESI FORWARDING NONE
2、RSTP的状态规范把原来的5种状态缩减为3种
⼩结：
Discarding：不转发⽤户流量也不学习MAC地址表项
Learning：不转发⽤户流量学习我们MAC地址表项
Forwarding：转发⽤户流量和转发BPDU报⽂
3、P/A机制
Proposal(提议)/Agreement(同意)机制，其⽬的是使⼀个指定端⼝尽快进⼊Forwarding状态 P/A进程中任何帧转发都将被阻⽌
P/A机制要求两台交换机设备之间链路必须是点对点的全双⼯模式。

⼀旦P/A协商不成功。

指定端⼝的选择就需要等待两个Forward Delay，协商过程与STP⼀样。

特点：由于有来回确认机制和同步变量机制，就⽆需依靠计时器来保障⽆环。

事实上对于STP，指定端⼝的选择可以很快完成，主要的速度瓶颈在于：为了避免环路，必须等待⾜够长的时间，使全⽹的端⼝状态全部确认，也就是说必须要等待⾄少两个Forward Delay ，所有端⼝才能进⾏转发。

P/A机制条件：
1、P/A机制要求两台交换机设备之间链路必须是点对点的全双⼯模式
2、两设备之间必须是DP和RP接⼝
⼩结：
两台交换机SW1和SW2之间连接，由于SW1的BID是4096，SW2的BID是8192，因为SW1会主动向SW2发送P位置的BPDU报⽂（此时的SW1的情况Discarding端⼝⾓⾊是DP）当SW2收到之后同步变量（阻塞除边缘端⼝外的其他端⼝，防⽅出现环路）同步好之后 SW2会发送⼀个A置位的BPDU报⽂给SW1（SW2的情况Forwarding端⼝）当SW1收到A置位的BPDU报⽂，端⼝⽴即进⼊Forwarding
根端⼝快速切换机制。