电子信息工程技术《6.4 STP及RSTP协议的配置》

6.4 STP及RSTP协议的配置
在实际的网络工程施工和管理过程中，可以根据实际情况和用户需求，使用命令行来配置交换机上的STP协议或RSTP协议，设定交换机及端口的角色，产生满足用户需求的生成树。

本节将详细介绍生锐捷交换机成树协议的配置步骤与命令。

6.4.1 STP及RSTP协议参数
从前面对STP及RSTP协议消除冗余链路的工作机制可知，STP及RSTP算法通过交换机及端口的ID、优先级、路径开销来选举它们的角色，通过各种定时器及链路类型传输BPDU 报文，维护或处理拓扑变更。

表6-3列出了交换机中生成树的相关参数及其默认值。

表6-3 生成树参数及缺省值
参数默认值
Enable State Disable（关闭生成树协议）
Bridge Priority32768
Port Priority128
Port Cost由端口速率自动确定
Max Age20s
Hello Time2s
Forward Delay15s
Link Type由端口双工通信模式自动确定
STP及RSTP协议中的这些参数值可以按照实际需要使用命令修改，也可以使用“spanning-tree reset”恢复这些参数的默认值。

6.4.2 生成树协议配置与验证
生成树协议配置步骤如下：
Step1．开启与关闭生成树协议
命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree …………………………………开启生成树协议
Switch(config)#end
Switch#show spanning-tree ……………………查看交换机上的生成树信息
Switch#configure terminal
Switch(config)#no spanning-tree …………………………………关闭生成树协议Step2．设置生成树类型
锐捷交换上支持的生成树类型有三种：IEEE 802.1d标准STP协议、IEEE 802.1w标准RSTP协议和IEEE 802.1s标准多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP）。

锐
捷交换机默认的是MSTP协议。

如果要在交换机上运行STP或RSTP协议，需要使用命令设置。

命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree mode stp|rstp|mstp
参数“stp|rstp|mstp”分别制定生成树STP、快速生成树RSTP或多生成树MSTP。

Step3．设置交换机优先级
交换机的优先级值是交换机BID的高16位，能够决定交换机是根交换机还是非根交换机、交换机上的端口能够成为根端口或指定端口等角色，关系到生成树的拓扑结构。

优先级值越小，交换机的BID值也越小，就越有可能成为根桥。

命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree priority priority
Switch(config)#no spanning-tree priority ………………恢复交换机默认优先级参数“priority”为设置的交换机优先级值，其范围为0—61440，只能是4096的倍数，默认值为32768。

一般地，将核心交换机的优先级设置为最小（4096），使其成为根桥，有利于整个网络的稳定和数据传输效率。

Step4．设置端口优先级
两个端口连接在同一个共享介质上时，交换机将选择优先级高的端口进人转发状态，低优先级的端口进入禁用状态。

当两个端口的优先级相同时，端口编号较小的进入转发状态。

端口的优先值越小，端口PID越小，优先级越高。

命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree port-priority port-priority
Switch(config)#end
Switch#show spanning-tree interface interface-id .…………查看生成树端口信息
Switch#configure terminal
Switch(config)#no spanning-tree port-priority ……………恢复端口默认优先级参数“port-priority”为设置的交换机优先级值，其范围为0—240，只能是16的倍数，默认值为128。

Step4．设置端口路径开销及其默认计算方法
交换机上具有到根桥（Root Bridge）的路径开销（Path Cost）总和最小的端口将被首先选定为根端口（Root Port）。

因此，端口路径开销（Port Path Cost）的设置是交换机选举根端口首要决定因素。

端口路径开销的默认值是由端口的链路速率自动计算的，速率高的花费小。

如果没有特别的需求，可省略该步，不必修改端口路径开销。

因为安装默认端口速率计算出的路径开销最科学、合理。

命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#interface interface-id
Switch(config-if)#spanning-tree cost cost
参数“cost”为端口指定的路径开销值，取值范围为1—200000000，默认值由生成树算法按端口速率自动计算。

值得注意的是，802.1d和802.1t两种标准对同种链路速率规定了不同路径开销值。

IEEE 802.1d的路径开销取值范围是短整型（short）（1—65535），而IEEE 802.1t的取值范围是长整型（long）(1—200,000,000)，为其缺省模式端口路径开销计算方法。

表6-4为这两种标准对不同端口带宽下对应的路径开销值。

表6-4 STP协议与RSTP 协议端口路径开销值表
端口速率端口类型STP 协议RSTP 协议普通端口1002000000聚合端口951900000普通端口19200000聚合端口18190000普通端口420000聚合端口
3
19000
10Mbps
100Mbps
1000Mbps
配置与恢复端口路径开销计算方法的操作为： 命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree path-cost method long|short Switch(config)#no spanning-tree path-cost method
参数“long ”和“short ”分别指定交换机端口路径开销计算方法为长整型和短整型。

命令“no spanning-tree path-cost method ”命令则用于恢复交换机上生成树端口路径开销的默认计算方法。

Step5．设置生成树的计时器值
在IEEE 802.1d 及802.1t 标准中，为了计算生成树拓扑结构和实现拓扑变更，引入了三个计时器：Hello Time 、Max Age 和Forward Delay 。

Hello Time 为交换机定时发送BPDU 报文的时间间隔，默认值为2s ；Max Age 为生成树中BPDU 报文的最大生成时间，默认为20s ；Forward Delay 为端口进入Forwarding 转发状态的时延值，默认15s 。

根据实际的需求，可以通过命令行的方式改变这三个计时器的值。

但是，这三个定时器的取值范围是相关的，满足一个约束关系：2 *（Hello Time + 1.0s ）≤ Max Age ≤ 2 *（Forward Delay - 1.0s ）。

配置与恢复这三种计时器值的操作为： 命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree hello-time|max-age|forward-time interval-seconds
Switch(config)#no spanning-tree hello-time|max-age|forward-time
参数“interval-seconds ”为设定的计时器时间间隔值。

Hello Time 计时器取值范围为1s 至10s ，默认值为2s ；Max Age 计时器取值范围为6s 至40s ，默认值为20s ；Forward Delay 计时器取值范围为4s 至30s ，默认值为15s 。

虽然这三个计时器的值可以通过命令行来设定，但是，它们的值采用默认值最为合理，一般无需改动。

Step6．设置生成树链路类型
点到点链路能够支持RSTP 协议快速收敛。

如果不手工设置端口为点到点连接，交换机将会根据端口的双工通信模式来自动设置：全双工通信端口的链路类型将被设置为点到点连接，半双工通信模式的端口链路类型将被设置为共享连接。

强制设置端口链路类型为点到点链路的命令为： 命令：Switch#configure terminal
Switch(config)#spanning-tree link-type point-to-point|shared
Switch(config)#no spanning-tree link-type ……………恢复端口默认链路类型 参数“point-to-point ”为强制将端口链路类型设置为点到点链路；“shared ”则将链路类型设置为共享链路。

“no spanning-tree link-type ”命令则将交换机的端口链路类型恢复为默认值。

Step7．交换机上启动协议迁移功能
为了消除两个RSTP 网桥中由于有一个因曾经连接STP 网桥，使得后加入替换该STP 网桥的RSTP 网桥误认为其对方网桥只能发送STP 协议的BPDU 报文，导致网络收敛速度下降。

为此，在RSTP 协议中引入了强制发RSTP BPDU 报文的协议迁移（Protocol-Migration ）功能。

在交换机上启用协议迁移功能是通过对所有端口强制版本检查来实现的。

命令：Switch#clear spanning-tree detected-protocols
Switch#clear spanning-tree detected-protocols interface interface-id
命令“clear spanning-tree detected-protocols interface interface-id ”针对一个端口进行版本检查。

其中，参数“interface-id ”为需要强制版本检查的端口号。

示例6-1拓扑如图6-25所示。

当在交换机上启用STP 或RSTP 协议后，交换机Switch-B 将被选举为根交换机，非根交换机上将选举出根端口RP 和指定端口DP ，交换机Switch-C 上的非根非指定端口F0/0将被阻塞。

F0/1
Switch-B
Switch-C
Switch-A
F0/0
F0/0F0/1
F0/1
F0/0
BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-02
BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-03
BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-01
Root Bridge
(BID(B)<BID(A)<BID(C))
Switch-D
F0/1F0/0BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-04
RP RP
DP
DP
DP
×
图6-25 示例6-1拓扑图
现在，如果需要将交换机Switch-D 作为STP 或RSTP 的根桥，交换机Switch-A 上的F0/1端口选举为根端口。

为了实现该需求，需将交换机Switch-D 的优先级设为4096，以使其BID 最小，实现其被指定为根桥；由于交换机Switch-A 的F0/0和F0/1端口到根桥Switch-D 的根路径成本相同，而端口F0/0的发送网桥Switch-B 的BID 比端口F0/1发送网桥Switch-C 要小，因此，端口F0/0默认将被选举为交换机Switch-A 的根端口。

为了实现F0/1成为交换机Switch-A 的根端口要求，需减小Switch-C 的BID ，使其小于Switch-B 的BID 。

图6-26为配置设置拓扑图。

F0/1
Switch-B
Switch-C
Switch-A
F0/0
F0/0
F0/1
F0/1
F0/0
BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-02
BID ：8192.00-FF-FF-FF-FF-03
BID ：32768.00-FF-FF-FF-FF-01
Root Bridge
Switch-D
F0/1F0/0
BID ：4096.00-FF-FF-FF-FF-04
RP
RP
DP
DP
×
图6-26 示例6-1配置设置图
下面是在各交换机上的配置过程及结果。

图6-27 Switch-A 上启动快速生成树
图6-28 Switch-B 上启动快速生成树
图6-29 Switch-C 配置快速生成树
图6-30 Switch-C配置快速生成树。