快速生成树协议(RSTP)
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。
stp-rstp-mstp-对比
STP（生成树协议）、RSTP（快速生成树协议）、MSTP（多生成树协议），这三个协议都是二层交换网络中为了防止环路和实现链路冗余而设计的，他们之间有什么区别与联系呢？本文为您详细介绍。
STP、RSTP、MSTP基本概念1、STP（802.1d）STP协议生来就是为了冗余而存在的，单纯树型的网络无法提供足够的可靠性，由此我们引入了额外的链路，这才出现了环路这样的问题。
但单纯是标准的802.1D STP协议并不能实现真正的冗余与负载分担。
STP为IEEE 802.1D标准，它内部只有一棵STP tree，因此必然有一条链路要被blocking，不会转发数据，只有另外一条链路出现问题时，这条被blocking的链路才会接替之前链路所承担的职责，做数据的转发。
无论怎样，总会有一条链路处于不被使用的状态，冗余是有了，但是负载分担是不可想象的。
cisco对STP做了改进，它使得每个VLAN都运行一棵stp tree，这样第一条链路可以为vlan 1 2 3服务，对vlan 4 5 6 blocking，第二条链路可以为vlan 4 5 6 forwarding，对vlan 1 2 3关闭，无形中实现了链路的冗余，负载分担。
这种技术被称之为PVST+随着网络的发展，人们发现传统的STP协议无法满足主备快速切换的需求，因为STP协议将端口定义了5种状态，分别为：blocking listening learning forwarding disabling，想要从blocking切换至forwarding状态，必需要经过50秒的周期，这50秒我们只能被动地去等待。
20秒的blocking状态下，如果没有检测到邻居发来的BPDU包，则进入listening，这时要做的是选举Root Bridge、Designate Port、Root Port，15秒后，进入learning，learning状态下可以学习MAC地址，为最后的forwarding做准备，同样是15秒，最后到达转发状态。
快速生成树rstp配置实验总结
快速生成树rstp配置实验总结快速生成树（Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP）是一种用于构建以太网的冗余拓扑的协议。
它是IEEE 802.1w标准中定义的一种快速生成树协议，相对于传统的生成树协议STP（Spanning Tree Protocol），RSTP具有更快的收敛时间和更高的效率。
在进行RSTP配置实验之前，首先需要了解RSTP的基本原理和工作方式。
RSTP通过选择一个主端口和备用端口来构建快速生成树，主端口用于转发数据，备用端口则处于阻塞状态以备份主端口。
当主端口发生故障或链路出现变化时，备用端口会迅速切换为主端口，以保证网络的连通性和冗余。
RSTP通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来交换拓扑信息，并利用端口优先级和端口状态来选择主备端口。
在实际配置过程中，首先需要确保网络中的所有交换机都支持RSTP 协议。
然后，通过登录交换机的管理界面或命令行界面，进入交换机的配置模式。
接下来，按照以下步骤进行RSTP配置：1. 配置全局RSTP参数：设置全局RSTP参数，包括优先级、Hello 时间和最大转发延迟等。
优先级用于选择根交换机，Hello时间用于控制BPDU消息的发送频率，最大转发延迟用于控制端口状态的转换速度。
2. 配置端口RSTP参数：对每个端口进行RSTP参数的配置，包括端口优先级、端口类型和端口状态等。
端口优先级用于选择主备端口，端口类型可以设置为指定端口、非指定端口或备用端口，端口状态可以设置为指定端口、非指定端口、备用端口、阻塞端口或禁用端口。
3. 配置RSTP实例：将交换机的端口划分为多个RSTP实例，可以根据网络的需求进行相应的配置。
每个RSTP实例都有一个唯一的标识符，用于区分不同的实例。
4. 配置RSTP根交换机：选择一个交换机作为RSTP的根交换机，根交换机具有最高的优先级，负责控制整个网络的拓扑。
8 快速生成树配置[10页]
![8 快速生成树配置[10页]](https://img.taocdn.com/s3/m/7861b30faef8941ea66e0558.png)
8快速生成树配置【实验名称】快速生成树协议RSTP的配置。
【实验目的】理解快速生成树协议RSTP的配置及原理。
【背景描述】某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，网络管理员用2条链路将交换机互连，现要在交换机上做适当配置，使网络避免环路。
本实验以两台交换机为例，两台交换机分别命名为SwitchA、SwitchB。
PC1与PC2在同一个网段，假设IP地址分别为192.168.0.137，192.168.0.136，网络掩码为255.255.255.0。
【实现功能】使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等。
【实验设备】交换机（两台）、主机（两台）、直连线（4条）12【实验拓扑】图8按照拓扑图连接网络时注意，两台交换机都配置快速生成树协议后，再将两台交换机连接起来。
如果先连线再配置会造成广播风暴，影响交换机的正常工作。
【实验步骤】步骤1.交换机A 的基本配置。
Switch#configure terminalSwitch(config)#hostname switchA switchA(config)#vlan 10switchA(config-vlan)#name slaes switchA(config-vlan)#exitswitchA(config)#interface fastethernet0/3switchA(config-if)#switchport access vlan 10switchA(config-if)#exitswitchA(config)#interface range fastethernet 0/1-2switchA(config-if-range)#switchport mode trunk步骤2.交换机B 上的基本配置。
Switch#configure terminalSwitch(config)#hostname switchB switchB(config)#vlan 10switchB(config-vlan)#name slaesswitchB(config-vlan)#exitswitchB(config)#interface fastethernet0/3switchB(config-if)#switchport access vlan10switchB(config-if)#exitswitchB(config)#interface range fastethernet0/1-2switchB(config-if-range)#switchport mode trunk步骤3.配置快速生成树协议。
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。
rstp 收敛过程
rstp 收敛过程【原创实用版】目录1.RSTP 简介2.RSTP 收敛过程的阶段3.RSTP 收敛过程的详细步骤4.RSTP 收敛过程的优点5.总结正文1.RSTP 简介RSTP，全称 Rapid Spanning Tree Protocol，即快速生成树协议，是一种用于在局域网中防止网络环路的协议。
通过消除网络中的环路，RSTP 可以确保网络中的数据包能够正常传输，而不会因为环路导致数据包的无限循环。
2.RSTP 收敛过程的阶段RSTP 收敛过程主要分为三个阶段：发现阶段、转发阶段和稳定阶段。
（1）发现阶段：在这个阶段，交换机通过发送和接收 BPDU（Bridge Protocol Data Units，桥协议数据单元）来发现网络中的其他交换机和拓扑结构。
（2）转发阶段：在这个阶段，交换机开始根据收到的 BPDU 信息，计算最优路径并更新其转发表。
此过程持续到所有交换机都达成一致。
（3）稳定阶段：在这个阶段，所有交换机都已达成一致，RSTP 协议不再进行任何调整，网络拓扑结构保持稳定。
3.RSTP 收敛过程的详细步骤（1）选举根桥：在发现阶段，每个交换机都会发送 BPDU，其中包含自己的桥 ID 和所接收到的其他桥 ID。
通过比较桥 ID，交换机选出具有最小桥 ID 的交换机作为根桥。
（2）计算最短路径：在转发阶段，每个交换机根据收到的 BPDU 信息，计算到达根桥的最短路径，并将该路径存入其转发表。
（3）阻塞冗余端口：为了防止环路的产生，RSTP 协议要求每个交换机阻塞其多个冗余端口。
当一个交换机发现其某个端口通往另一个交换机的根端口时，它会阻塞该端口，从而避免环路的产生。
（4）更新转发表：在计算出最短路径后，交换机会更新其转发表，以便正确地将数据包转发到目的地。
4.RSTP 收敛过程的优点RSTP 收敛过程相较于 STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）有以下优点：（1）收敛速度快：RSTP 能够在发现阶段快速发现网络中的根桥，从而缩短了收敛时间。
rstp原理
rstp原理RSTP原理RSTP，即快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol），是新一代的生成树协议，是基于STP的改进版本。
RSTP可以在网络发生拓扑变化的情况下，快速收敛生成树，使网络快速恢复正常运行状态，提高网络可靠性和容错性。
RSTP工作原理RSTP通过减少BPDU传递次数和端口状态转移次数，实现了快速生成树的目的。
在RSTP中，根交换机将BPDU 通过多个端口发送出去，以便让下游交换机能够了解到拓扑变化的信息。
当一个交换机收到BPDU时，它将检查源MAC地址来确定发送BPDU的交换机，根据BPDU中的信息，将BPDU向下传递或忽略。
在STP中，交换机选举根交换机的时间比较长，可能需要数十秒钟。
而在RSTP中，交换机不需要等待完整的BPDU生成树的构建，而是根据BPDU的优先级和MAC地址进行快速选主。
同时，当一个交换机与根交换机的连接断开时，它能够立即从变为指定端口或非根端口，而不需要等待协议计时器过期。
这样，当交换机出现故障或拓扑变化时，STP需要较长的时间来重新计算生成树，而RSTP通过快速选主和转移端口的方式，实现了更快的收敛时间，从而提高了网络可靠性和效率。
RSTP中的端口状态在RSTP中，端口状态分为以下几种：• Disabled（禁止状态）：端口已被禁用，不会进行转发。
• Blocking（阻塞状态）：端口会接收BPDU，但不会转发数据包。
• Listening（监听状态）：端口会接收BPDU，等待STP计时器完成后，进入学习状态。
• Learning（学习状态）：端口进入学习状态后，开始学习VLAN和MAC地址，但不会转发数据包。
• Forwarding（转发状态）：端口可以正常转发数据包。
当拓扑发生变化时，会出现端口状态的变化。
例如，如果一个端口从Forwarding状态变为Blocking状态，说明树中的一些链路关闭，需要重新计算生成树路径。
RSTP协议深入了解快速生成树协议的快速收敛与恢复
RSTP协议深入了解快速生成树协议的快速收敛与恢复Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) 是一种用于局域网中的快速生成树协议。
它的主要目标是在网络拓扑发生变化时，实现快速的收敛和恢复，以确保数据的正常传输。
本文将深入探讨RSTP协议，包括其原理、特点以及快速收敛和恢复的机制。
一、RSTP协议原理与特点RSTP是基于Spanning Tree Protocol (STP) 的改进版，它在STP的基础上进行了优化，以提高网络的收敛速度和性能。
RSTP协议的主要原理是通过在网络中选择一条主干路径（Root Path）和多个备选路径（Alternate Path），以实现冗余和负载均衡。
它引入了新的端口状态，包括Discarding、Learning、Forwarding三个状态，以提高网络的收敛性能。
RSTP协议的特点包括：1. 快速收敛：RSTP协议通过链路状态变化的感知和决策机制，可以更快地收敛网络拓扑。
当网络中的链路发生变化时，RSTP能够快速重新计算生成树，并调整端口状态，以确保数据的正常传输。
2. 支持快速下线检测：RSTP协议引入了BPDU Guard机制，用于快速检测并禁用非法的下线连接。
当RSTP交换机接收到非法的BPDU 帧时，它会立即将相应的端口置为锁定状态，以防止环路的产生。
3. 多实例支持：RSTP协议支持多实例的特性，可以同时运行多个生成树实例。
这使得RSTP可以应对复杂的网络环境，并提供更灵活和可靠的拓扑改变和收敛机制。
二、RSTP的快速收敛机制RSTP协议的快速收敛机制主要包括以下几个方面：1. 快速端口切换：当网络中的某个端口出现链路故障时，RSTP能够快速检测到变化，并将其切换到备选路径上。
这样，数据包可以立即沿新的路径传输，无需等待生成树重新计算。
2. Proposal/Agreement机制：RSTP使用Proposal/Agreement机制来加快收敛速度。
STP&RSTP技术原理
Page 12
生成树基本计算过程－选举根交换机
Root Bridge SWA 32768.00e0-fc16-ee43
LANA SWB 32768. 00e0-fc41-4259 LANC
LANB SWC 32768. 00e0-fc41-43b9
LAND
LANE
Page 13
生成树基本计算过程－选举非根交换机的根端口
Page 8
为什么引入生成树协议
LAN D
LAN A
ROOT
LAN B LAN E
LAN C
通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环 当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路恢复网络连通性
Page 9
IEEE 802.1D STP
基本思路：阻断 一些接口，形成 无环路的转发数 实现：交换机发 送BPDU，协商阻 断哪些接口
Fa0/1 RP
想想下一步是什么？
Let’s go
第四步（共五步）：选择需要阻塞的端口 如图所示
DP Fa0/1 在一个交换网络中，所有非指定端口DP DP 都将被阻塞，所以： Fa0/3 交换机B的fa0/4 fa0/2 fa0/3将被阻塞， 100M 交换机C的fa0/4 将被阻塞 RP 交换机D的fa0/4将被阻塞 Fa0/2
如何计算STP Path Cost
• Path Cost的两种定义标准
Speed 10Mbps Link type Half Duplex Full Duplex Aggregated link 100Mbps Half Duplex Full Duplex Aggregated Link 1000Mbps Full Duplex Aggregated Link 802.1D cost 100 95 90 19 18 15 4 3
rstp快速生成树协议总结
rstp快速生成树协议总结
RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种快速生成树协议，用于在网络中建立冗余路径，以防止环路并提供冗余的链路故障恢复机制。
以下是RSTP协议的总结：
1. 快速收敛：RSTP相比传统的生成树协议(STP)具有更快的收敛速度。
它通过减少端口状态转换的时间来实现快速收敛，当网络拓扑发生改变时，RSTP能够更快地重新计算生成树，并将端口从阻塞状态转换为转发状态。
2. 端口状态：RSTP引入了三种新的端口状态，分别是指定端口（designated port）、根端口（root port）和备选端口（alternate port）。
指定端口是网络中最佳路径的一部分，用于传递数据；根端口是与根交换机直接相连的端口；备选端口是与指定端口相连的冗余路径上的端口。
3. 持续活动：RSTP通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来保持网络中的持续活动。
BPDU包含了生成树相关信息，用于交换和更新网络中的拓扑信息，以确保生成树的正确性。
4. 快速端口转移：RSTP支持端口的快速转移。
当某个端口检测到另一个交换机的BPDU时，它会立即将该端口转换为指定端口，并中断旧的生成树计算。
5. 兼容性：RSTP是对传统生成树协议(STP)的改进，具有很好的兼容性。
RSTP可以在现有的STP网络中运行，并与STP设备进行互操作。
总之，RSTP协议通过提供更快的收敛速度和故障恢复机制，以及支持冗余路径的转发，提高了网络的可用性和可靠性。
它是一种广泛应用于以太网中的快速生成树协议。
快速生成树协议
快速生成树协议快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol，简称RSTP）是一种用于计算构建和维护以太网局域网中的快速生成树的网络协议。
它是对传统生成树协议（STP）的改进，提供了更快的收敛时间和更高的网络性能。
RSTP的目标是在网络发生故障或拓扑变化时，快速计算和建立一棵无环的树形拓扑结构，以确保数据的快速和可靠的传输。
相比于STP，RSTP采用了一些新的机制和算法，使其能够更快速地适应网络变化并重新计算生成树。
RSTP中的一个重要概念是“端口角色”，每个网络设备上的端口可以被指派为根端口、设计桥端口、备份端口或非设计端口。
根端口是连接到树的根桥的端口，而设计桥端口是在某段链路上作为生成树中的唯一接口。
备份端口是在某段链路上作为冗余接口，以备份设计桥端口，而非设计端口则是未被选择为根端口或设计桥端口的端口。
RSTP通过发送和接收BPDU（Bridge Protocol Data Units）来实现生成树的计算和维护。
每个网络设备上的生成树进程都会生成和发送BPDU，其中包括设备的标识信息、优先级、端口角色和其他的网络信息。
通过BPDU的交换，网络设备可以共享拓扑信息，并根据收到的信息做出相应的决策。
RSTP的一个关键机制是“端口状态转换”。
当网络拓扑发生变化时，每个端口都会经历不同的状态转换过程，以确定其在生成树中的角色。
RSTP中定义了几种端口状态，包括：禁用、阻塞、学习、转发和备份。
在每个状态下，端口都有不同的功能和能力，以适应不同的网络环境和变化。
RSTP的另一个重要特性是“快速收敛”。
传统STP协议在网络拓扑变化时需要较长的收敛时间，而RSTP通过使用对拓扑变化更敏感的机制和算法，可以更快速地重新计算生成树，减少网络中断时间和数据传输的丢失。
这使得RSTP非常适用于对网络性能和可靠性要求较高的场景，如数据中心、企业网络等。
总结起来，快速生成树协议（RSTP）是一种用于计算构建和维护以太网局域网中快速生成树的协议。
快速生成树协议
快速生成树协议快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP）是一种用于构建以太网局域网的网络协议，它的主要作用是防止网络中出现环路，从而保证网络的正常运行。
RSTP是IEEE 802.1w标准中定义的，它是STP（Spanning Tree Protocol）的改进版本，具有更快的收敛速度和更好的性能。
RSTP的工作原理主要包括端口状态、BPDU（Bridge Protocol Data Unit）处理、端口角色和状态转换等方面。
首先，RSTP通过端口状态来实现快速收敛。
RSTP定义了三种端口状态，包括指定端口（designated port）、根端口（root port）和替代端口（alternate port）。
指定端口是指向网络中其他交换机的端口，根端口是指向网络中根交换机的端口，替代端口是备用端口，当根端口或指定端口失效时，替代端口可以迅速切换为指定端口或根端口，以保证网络的连通性。
其次，RSTP通过BPDU处理来实现快速收敛。
BPDU是交换机之间用来交换信息的数据单元，通过BPDU交换，交换机可以建立起网络拓扑结构，并选择根交换机、指定端口和根端口等。
RSTP通过优化BPDU的生成和处理流程，实现了更快的收敛速度。
此外，RSTP通过端口角色和状态转换来实现快速收敛。
RSTP定义了端口的不同角色，包括根端口、指定端口、替代端口和禁止端口（disabled port）。
当网络拓扑结构发生变化时，交换机会根据新的拓扑结构重新选择端口的角色和状态，从而实现快速收敛。
总的来说，RSTP通过优化端口状态、BPDU处理和端口角色和状态转换等方面，实现了更快的收敛速度和更好的性能，从而保证了网络的正常运行。
在实际应用中，RSTP可以应用于各种规模的以太网局域网中，包括企业内部网络、数据中心网络、校园网络等。
通过部署RSTP，可以有效地防止网络中出现环路，提高网络的可靠性和稳定性。
STP生成树理论,stp,rstp,mstp,pvst,pvst+比较
接下来则要在所有非根网桥上选举出根端口。所谓的根端口，就是从非根网桥到达根网桥的最短路径上的端口，即根路径成本最小的端口。选举根端口的一句顺序如下：
根路径成本最小。
发送网桥ID最小。
发送端口ID最小。
如果一台非根交换机到达根网桥的多条根路径的成本相同，则比较从不同的根路径所收到BPDU中的发送网桥ID，那个端口收到的BPDU中发送网桥ID较小，则那个端口为根端口；如果发送网桥ID也相同，则比较这些BPDU中的端口ID，那个端口收到的BPDU中端口ID较小，则哪个端口为根端口
网桥ID
使用STP时，拥有最低网桥ID的交换机将成为根网桥
网桥ID共8字节，由2字节的优先级和6字节的网桥MAC地址组成。
网桥的优先级是从0~65535的数字，默认值是32768（0x8000）。优先级最低的网桥将成为根网桥。如果根网桥优先级相同，则比较网桥的MAC地址，具有最低MAC地址的交换机或网桥将成为根网桥。
2、RSTP（802.1w）
RSTP的出现解决了延时的问题，它的收敛速度很快，当然CISCO也针对这种技术推出了自已的RPVST+技术。RSTP在STP基础上额外定义了两种port role（注意这里的概念，端口角色），分别是alternate与backup。另外重新规定了port state（端口状态），分别为discarding、Learning、Forwarding.
STP算法：
根路径成本
根路径成本（开销）是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，自适应的路径开销
链路带宽 成本（修订前） 成本（修订后）
10Gbps 1 2
1000Mbps 1 4
生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理
生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理生成树协议STP和快速生成树协议RSTP：生成树协议的由来：由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问，系统瘫痪，因此在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题，但是------这样做的好处是：减少单点故障，增加网络可靠性；缺点是：产生交换环路，会导致广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动。
因此生成树协议是为了提供冗余链路，解决环路问题（作用）。
生成树协议的原理：使冗余端口置于“阻塞状态”；网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；当原本的链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠。
实验目的：使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等实验拓扑：配置过程：（此实验需要先配置再连线，只能在真实机上做）生成树协议STP：1.开启生成树协议：（A和B同）switchA#configure terminal 进入全局配置模式switchA(config)#spanning-tree 开启生成树协议2.设置生成树模式：（A和B同）switchA(config)#spanning-treemode stp ！设置生成树模式为STP（802.1D）验证测试：验证生成树协议模式为802.1D3.验证生成树协议已经开启：（A和B同）switchA#showspanning-tree ！显示交换机生成树的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/1 ！显示交换机接口fastethernet0/1的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/2 ！显示交换机接口fastethernet0/2的状态4.测试结果：C:\Users\pdsu>ping -t192.168.10.1正在Ping192.168.10.1 具有32 字节的数据:请求超时。
Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置
Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置精品管理制度、管理方案、合同、协议、一起学习进步实验8 Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置一、相关知识介绍1、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。
2、根网桥的选择流程：（1）第一次启动交换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告。
（2）每个交换机分析报文，根据网桥ID选择根网桥，网桥ID小的将成为根网桥（先比较网桥优先级，如果相等，再比较MAC地址）。
（3）经过一段时间，生成树收敛，所有交换机都同意某网桥是根网桥。
（4）若有网桥ID值更小的交换机加入，它首先通告自己为根网桥。
其它交换机比较后，将它当作新的根网桥而记录下来。
3、RSTP 协议原理STP并不是已经淘汰不用，实际上不少厂家目前还仅支持STP。
STP的最大缺点就是他的收敛时间太长，对于现在网络要求靠可靠性来说，这是不允许的，快速生成树的目的就是加快以太网环路故障收敛的速度。
（1）RSTP 5种端口类型STP定义了4种不同的端口状态，监听（Listening），学习（Learning），阻断（Blocking）和转发（Forwarding），其端口状态表现为在网络拓扑中端口状态混合（阻断或转发），在拓扑中的角色（根端口、指定端口等等）。
在操作上看，阻断状态和监听状态没有区别，都是丢弃数据帧而且不学习MAC地址，在转发状态下，无法知道该端口是根端口还是指定端口。
RSTP有五种端口类型。
根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。
生成树算法（STA）使用BPDU来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保存的BPDUB来确定哪个比其他的更优先。
1）根端口：非根桥收到最优的BPDU配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP一样。
生成树协议STP、RSTP、MSTP
三、 RSTP 的端口状态与端口角色
端口角色： Root prot：根端口 Designed port：指定端口 Alternative port：后备端口 Alternate port角色和Backup port角色对应于802.1d中的blocking状态。“阻塞端口” （blocked port）被定义为“不是指定端口也不是根端口”。在某segment上，某端 口只所以是“阻塞端口”，是因为它从该segment上收到了更好的BPDU（相对于它 自己发出的BPDU而言）。为了使“阻塞端口”能够保持“阻塞状态”，阻塞端口必须 能收到更好的BPDU。Alternate port是因为从其它交换机上收到了更好BPDU从而 处于阻塞状态的端口.
源 Mac：发送 BPDU 的交换机背板 Mac 地址
TCN‐BPDU：感知网络拓扑变化的交换机产生，由根端口发出去，发往根网桥， 用来加快 Mac 表的收敛，时间为 15s，比 Mac 表自身的更新时间 300s 快。 配置 BPDU：只有根网桥才能发送配置 BPDU STP 核心算法： 确定最小的根网桥 ID：选举根网桥 确定最小的根路径开销：选举根端口、指定端口 确定最小的发送网桥 ID 确定最小的端口 ID 带宽大的的作为主链路，带宽小的作为备份链路
关于 RSTP
RSTP：快速生成树协议（rapid spaning tree protocol）：802.1w由802.1d 发展而成，这种协议在网络结构发生变化时，能更快的收敛网络。
它比802.1d 多了两种端口类型：预备端口类型（alternate port）和备份端口类型。
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。
基本原理STP协议由IEEE802.1D定义，RSTP由IEEE802.1W定义。
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/RSTP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。
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ITU-T 802.1d标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。
RSTP及MSTP配置教程
RSTP及MSTP配置教程•引言•RSTP配置基础•MSTP配置基础•RSTP与MSTP比较目录•RSTP与MSTP配置实例•配置优化与故障排除•总结与展望01引言目的和背景满足网络需求随着企业网络的日益复杂，对网络的可靠性和性能要求也越来越高。
RSTP（快速生成树协议）和MSTP（多生成树协议）作为网络协议，能够提高网络的稳定性和性能，满足企业不断增长的网络需求。
提高网络可靠性RSTP和MSTP通过消除网络中的环路，避免了广播风暴和资源浪费，从而提高了网络的可靠性。
优化网络性能通过合理配置RSTP和MSTP，可以优化网络性能，减少网络拥塞和延迟，提高数据传输效率。
基本概念介绍配置步骤详解配置实例分析故障排除与优化建议教程范围本教程将首先介绍RSTP和MSTP 的基本概念、工作原理和优势。
通过具体的配置实例，分析RSTP和MSTP在实际网络环境中的应用和效果。
详细阐述如何在网络设备（如交换机、路由器等）上配置RSTP 和MSTP，包括具体的配置命令和步骤。
提供RSTP和MSTP配置过程中可能出现的故障排除方法，以及针对网络性能优化的建议。
02 RSTP配置基础RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）即快速生成树协议，是一种网络协议，该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除二层环路，并且在网络结构发生变化时，能迅速的恢复网络的连通性。
RSTP相比STP（Spanning Tree Protocol），在网络结构发生变化时，能更快的收敛网络，恢复网络的连通性，提高了网络的稳定性和可用性。
RSTP概述VS配置前准备确定网络拓扑结构在进行RSTP配置之前，需要明确网络的拓扑结构，包括网络中的设备、链路以及设备的连接关系等。
选择根桥和备份根桥在配置RSTP时，需要选择网络中的一台设备作为根桥，其他设备作为非根桥。
同时，为了提高网络的可靠性，还需要选择一台设备作为备份根桥。
确定端口角色根据网络拓扑和设备连接关系，确定每个设备上端口的角色，包括根端口、指定端口、替代端口和备份端口等。
快速生成树协议
快速⽣成树协议技术：⽣成树协议(spanning-tree)，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，在存在交换环路的⽹络中⽣成⼀个没有环路的树形⽹络。
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)、MSTP(多⽣成树协议)；⽣成树协议的特点是收敛时间长，从主要链路出现故障到切换⾄备份链路需要50秒的时间；快速⽣成树协议在⽣成树协议的基础上增加了两种端⼝⾓⾊：替换端⼝和备份端⼝，分别做为根端⼝和指定端⼝的冗余端⼝。
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。
链路备份S2Switch>enableSwitch#show spanning-treeSwitch#conf tSwitch(config)#hostname S1S1(config)#inter range f0/1-2S1(config-if-range)#switchport mode trunkS1(config-if-range)#exitS1(config)#spanning-tree mode?modeS1(config)#spanning-tree mode ?S1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst链路备份S2Switch>enableSwitch#show spanning-treeThis bridge is the root【找到根桥】Switch#conf tSwitch(config)#hostname S2S2(config)#inter range f0/1-2S2(config-if-range)#exitS2(config)#spanning-tree mode rapid-pvst【⽣成树协议】实现传输数据负载均衡：Switch(config)#port-channel load-banlanSwitch(config)#port-channel load-balance dst-ipSwitch(config)#exit查看配是否启动：Switch#show etherchannel summary。
RSTP,PVST+,MST
第三点缺陷：当链路被阻塞后将不承载任何流量，造成了带宽的极大浪费，这在环行城域网的情况下比较明显。
这些缺陷都是单生成树SST无法克服的，于是支持VLAN的多生成树协议出现了。
PVST/PVST+
每个VLAN都生成一棵树是一种比较直接，而且最简单的解决方法。它能够保证每一个VLAN都不存在环路。但是由于种种原因，以这种方式工作的生成树协议并没有形成标准，而是各个厂商各有一套，尤其是以Cisco的VLAN生成树PVST（Per VLAN Spanning Tree）为代表。
为了携带更多的信息，PVST BPDU的格式和STP/RSTP BPDU格式已经不一样，发送的目的地址也改成了Cisco保留地址01-00-0C-CC-CC-CD，而且在VLAN Trunk的情况下PVST BPDU被打上了802.1Q VLAN标签。所以，PVST协议并不兼容STP/RSTP协议。
第一点改进：为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口（Alternate Port）和备份端口（Backup Port）两种角色，当根端口/指定端口失效的情况下，替换端口/备份端口就会无时延地进入转发状态。无需等待两倍Forward Delay时间。
第二点改进：在只连接了两个交换端口的点对点链路中，指定端口只需与下游网桥进行一次握手就可以无时延地进入转发状态。如果是连接了三个以上网桥的共享链路，下游网桥是不会响应上游指定端口发出的握手请求的，只能等待两倍Forward Delay时间进入转发状态。
MSTP设备内部需要维护的生成树包括若干个内部生成树IST，个数和连接了多少个SST域有关。另外，还有若干个多生成树实例MSTI（Multiple Spanning Tree Instance）确定的MSTP生成树，个数由配置了多少个实例决定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
快速生成树协议（RSTP）
目录
1.RSTP定义 (1)
2.STP技术原理 (1)
3.端口状态 (1)
4.RSTP的P/A机制 (4)
5.RSTP相对于STP的改进 (4)
RSTP（生成树协议）
1. RSTP定义
快速生成树协议（rapid spanning Tree Protocol IEEE802.1w）是由生成树协议（STP IEEE802.1d）发展而来，该协议在网络结构发生变化时，能更快的收敛网络。
它比802.1d 多了两种端口类型：预备端口类型（alternate port）和备份端口类型。
2. STP技术原理
RSTP是从STP发展而来，其实现基本思想与STP一致，但它更进一步处理了网络临时失去连通性的问题。
RSTP规定在某些情况下，处于Blocking状态的端口不必经历2倍的Forward Delay时延而可以直接进入转发状态。
如网络边缘端口（即直接与终端相连的端口），可以直接进入转发状态，不需要任何时延。
或者是网桥旧的根端口已经进入Blocking状态，并且新的根端口所连接的对端网桥的指定端口仍处于Forwarding状态，那么新的根端口可以立即进入Forwarding状态。
即使是非边缘的指定端口，也可以通过与相连的网桥进行一次握手，等待对端网桥的赞同报文而快速进入Forwarding状态。
当然，这有可能导致进一步的握手，但握手次数会受到网络直径的限制。
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ITU-T 802.1d标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP，收敛速度可达到1s。
3. 端口状态
（1）STP（802.1d）端口状态
STP定义了的5种端口状态：阻塞blocking、监听listening、学习learning、转发forwarding、关闭(disable)。
Blocking：处于这个状态的端口不能够参与转发数据报文，但是可以接收配置消息，并交给CPU进行处理。
不过不能发送配置消息，也不进行地址学习。
Listening：处于这个状态的端口也不参与数据转发，不进行地址学习；但是可以接收并发送配置消息。
Learning：处于这个状态的端口同样不能转发数据，但是开始地址学习，并可以接收、处理和发送配置消息。
Forwarding：一旦端口进入该状态，就可以转发任何数据了，同时也进行地址学习和配置消息的接收、处理和发送。
交换机上一个原来被阻塞掉的端口由于在最大老化时间内没有收到BPDU，从阻塞状态转变为倾听状态，倾听状态经过一个转发延迟（15秒）到达学习状态，经过一个转发延迟时间的MAC地址学习过程后进入转发状态。
如果到达倾听状态后发现本端口在新的生成树中不应该由此端口转发数据则直接回到阻塞状态。
当拓扑发生变化，新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，这个时延称为转发延迟（Forward Delay），协议默认值是15秒。
在所有网桥收到这个变化的消息之前，若旧拓扑结构中处于转发的端口还没有发现自己应该在新的拓扑中停止转发，则可能存在临时环路。
为了解决临时环路的问题，生成树使用了一种定时器策略，即在端口从阻塞状态到转发状态中间加上一个只学习MAC地址但不参与转发的中间状态，两次状态切换的时间长度都是Forward Delay，这样就可以保证在拓扑变化的时候不会产生临时环路。
（2）RSTP（802.1w）端口状态
在RSTP中只有三种端口状态，Discarding、Learning和Forwarding。
802.1D中的禁止端口，监听端口，阻塞端口在802.1W中统一合并为禁止端口。
表1 STP和RSTP端口状态比较
RSTP有五种端口类型。
根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。
生成树算法（STA）使用BPDU来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保存的BPDUB来确定哪个比其他的更优先。
1）根端口
非根桥收到最优的BPDU配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP一样。
请注意图1上方的交换机，根桥没有根端口。
图1 RSTP根端口
按照STP的选择根端口的原则，SW-1和SW-2和根连接的端口为根端口。
2）指定端口
与STP一样，每个以太网网段段内必须有一个指定端口。
假设SW-1的BID比SW-2 优先，而且SW-1的P1口端口ID比P2优先级高，那么P1为指定端口，如图2所示。
图2 指定端口的选择
3）替换端口
如果一个端口收到另外一个网桥的更好的 BPDU，但不是最好的，那么这个端口成为替换端口，如图3所示。
对于SW-2来说，端口P3收到的BPDU比自己优先，自己为次优先，P3为替换端口。
图3 替换端口的选择
4）备份端口
如果一个端口收到同一个网桥的更好 BPDU，那么这个端口成为备份端。
当两个端口被一个点到点链路的一个环路连在一起时，或者当一个交换机有两个或多个到共享局域网段的连接时，一个备份端口才能存在。
如图4所示，SW-1的P1和P2口同时接入到以太网的同一网段，P1为指定端口，P2 优先级低，则P2端口为备份端口。
图4 备份端口的选择
4. RSTP的P/A机制
P/A机制即Proposal/Agreement机制。
其目的是使一个指定端口尽快进入Forwarding 状态。
其过程的完成根据以下几个端口变量：
A）Proposing。
当一个指定端口处于Discarding或Learning状态的时候，该变量置位。
并向下游交换传递Proposal位被置位的BPDU。
B）Proposed。
当下游交设备端口收到对端的指定端口发来的携带Proposal的BPDU的时候。
该变量置位。
该变量指示上游网段的指定端口希望忙进入Forwarding状态。
C）sync。
当Proposed被设置以后，收到Proposal置位信息的根端口会依次为自己的其他端口置位sync变量。
如果端口是非边缘的指定端口是则会进入Discarding状态。
D）synced。
当其它端口完成转到Discarding后，会设置自己的synced变量（Alternate、Backup和边缘端口会马上设置该变量）。
根端口监视其他端口的synced，当所有其他端口的synced全被设置，根端口会设置自己的synced，然后传回BPDU，其中Agreement位被置位。
E）agreed。
当指定端口接收到一个BPDU时，如果该BPDU中的Agreement位被置位且端口角色定义是“根端口”，该变量被设置。
Agreed变量一旦被置位，指定端口马上转入Forwarding状态。
5. RSTP相对于STP的改进
（1）STP没有明确区分端口状态与端口角色，收敛时主要依赖于端口状态的切换。
RSTP 比较明确的区分了端口状态与端口角色，且其收敛时更多的是依赖于端口角色的切换。
（2）STP端口状态的切换必须被动的等待时间的超时。
而RSTP端口状态的切换却是一种主动的协商。
（3）STP中的非根网桥只能被动的中继BPDU。
而RSTP中的非根网桥对BPDU的中继具有一定的主动性。