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交換機(jī)RSTP協(xié)議介紹

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時(shí)間：2022-11-28

STP 概述

STP（Spanning Tree Protocol）是生成樹協(xié)議的英文縮寫。STP 協(xié)議中定義了根橋（RootBridge）、根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、路徑開銷（Path Cost）等概念，用于通過構(gòu)造一棵自然樹的方法實(shí)現(xiàn)將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)， 從而避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無限循環(huán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏈路備份和路徑最優(yōu)化。
STP 采用 BPDU（Bridge Protocol Data Unit 橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元）也稱為配置消息，進(jìn)行 網(wǎng) 橋 之 間 的 信 息 交 流 。 STP BDUP 是 一 種 二 層 報(bào) 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(bào)文。該報(bào)文的數(shù)據(jù)區(qū)里攜帶了用于生成樹計(jì)算的所有有用信息。
 

RSTP 技術(shù)介紹

1、根橋(Root)
樹形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，必須要有樹根，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(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓淖儯虼烁鶚虿⒉皇枪潭ǖ?。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(shè)備對(duì)該配置BPDU 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而保證拓?fù)涞姆€(wěn)定。選舉根橋的依據(jù)是網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)和網(wǎng)橋 MAC 地址組合成的橋 ID （ Bridge ID），橋 ID 最小的網(wǎng)橋?qū)⒊蔀榫W(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(shè)備上離根橋最近的端口。根端口負(fù)責(zé)與根橋進(jìn)行通信。非根橋設(shè)備上有且只有一個(gè)根端口，根橋上沒有根端口。
 
3、指定端口(Designated Ports)
指定端口是專門指定的，通過其根端口到達(dá)跟橋開銷最低的端口。指定端口會(huì)被標(biāo)記為轉(zhuǎn)發(fā)端口
 
4、STP 與 RSTP 介紹
RSTP(802.1w)為 802.1ad 發(fā)展而來，其目的為了解決 STP 收斂時(shí)間較長的問題，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(shù)據(jù)鏈路層(第二層)通訊協(xié)定，用作確保一個(gè)無回圈的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過有選擇性地阻塞冗余鏈路來達(dá)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，又稱擴(kuò)展樹協(xié)議 RSTP 是從 STP 發(fā)展過來的，其實(shí)現(xiàn)基本思想一致，但它更進(jìn)一步的處理了網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)失去連通性的問題。
 相同點(diǎn) 1.整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)只有一棵生成樹，拓?fù)涫諗渴芫W(wǎng)路拓?fù)湟?guī)模影響；
2.網(wǎng)絡(luò)的連通性受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性影響；
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(duì)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(dāng)根端口/指定端口失效的情況下，替換端口/備份端口就會(huì)無時(shí)延地進(jìn)入轉(zhuǎn)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時(shí)延地進(jìn)入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)航欄中選擇[高級(jí)配置/STP/全局設(shè)置]，進(jìn)入 STP[全局設(shè)置]界面。
2．在[全局設(shè)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(duì)應(yīng)配置項(xiàng)的配置欄中輸入需要配置的值，如下圖
 
 
配置項(xiàng)說明
STP[全局設(shè)置]的相關(guān)界面的配置項(xiàng)說明。
配置項(xiàng) 說明
STP 模式 當(dāng)前的 STP 模式,支持 RSTP，兼容 STP
系統(tǒng)優(yōu)先級(jí) STP 的系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)
狀態(tài)轉(zhuǎn)換延遲 端口在 disabled/listenning/learning/forwarding 之間切換的延遲
數(shù)據(jù)包發(fā)送間隔 穩(wěn)定狀態(tài)下，STP 協(xié)議報(bào)文發(fā)送的時(shí)間間隔
數(shù)據(jù)包最大生存時(shí)間 網(wǎng)橋接收的 STP 協(xié)議數(shù)據(jù)包的最大生存時(shí)間，超過這個(gè)時(shí)間未收到新的協(xié)議數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包就會(huì)被丟棄
數(shù)據(jù)包每秒發(fā)送最大個(gè)數(shù) 端口每秒發(fā)送 STP 協(xié)議數(shù)據(jù)包的最大個(gè)數(shù)
表 2  STP[全局設(shè)置]界面的配置項(xiàng)說明
 

端口配置

配置步驟
1．在導(dǎo)航欄中選擇[高級(jí)配置/STP/端口設(shè)置]，進(jìn)入 STP[端口設(shè)置]界面。
2．在[端口設(shè)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(duì)應(yīng)端口顯示條目右側(cè)的[修改]按鈕，進(jìn)入 STP 的端口配置界面，如下圖所示。

 
配置項(xiàng)說明
STP[端口設(shè)置]的相關(guān)界面的配置項(xiàng)說明。
配置項(xiàng) 說明
端口 端口名稱
STP使能狀態(tài) 端口的STP使能，[禁止]或[使能]，默認(rèn)為禁止
端口優(yōu)先級(jí) 端口的STP優(yōu)先級(jí)
路徑開銷計(jì)算方式 STP端口的路徑開銷的計(jì)算方式，[自動(dòng)]或[管理]，默認(rèn)為自動(dòng)
路徑開銷 STP端口路徑開銷，當(dāng)路徑開銷計(jì)算方式在管理模式下時(shí)，端口的路徑 
開銷生效為配置的這個(gè)值
表 3  STP[端口設(shè)置]界面的配置項(xiàng)說明
 
路徑開銷:
STP BPDU 報(bào)文每通過一個(gè)根端口，則需要一定的路徑開銷，而經(jīng)過各個(gè)橋的路徑開銷累加而成，這個(gè)值就叫做根路徑開銷(Root Path Cost)。經(jīng)過不同速率的根端口所對(duì)應(yīng)的路徑開銷是不同的，具體如下表：
表 4  不同速率端口路徑開銷
端口速率 路徑開銷
10Mbps 2,000,000
100Mbps 200,000
1000Mbps 20,000
 

STP 信息

配置步驟
1．在導(dǎo)航欄中選擇[高級(jí)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(dāng)前運(yùn)行信息，如下圖所示。
3．單擊[刷新]，可顯示最新的運(yùn)行信息。

 

端口信息

配置步驟
1．在導(dǎo)航欄中選擇[高級(jí)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(dāng)前運(yùn)行信息，如下圖所示。
3．單擊[刷新]，可顯示最新的運(yùn)行信息。


STP 端口信息介紹如下表：
STP 端口信息 說明
STP enable Disable：禁止 STP
Enable：使能 STP
Priority 端口優(yōu)先級(jí)
Role Root Port：根端口,連接根橋方向端口，提
供最小的路徑開銷；
Designated Port：指定端口，與根端口連接，提供最小的路徑開銷；
Disable Port：禁止端口，不負(fù)責(zé)報(bào)文的
轉(zhuǎn)發(fā)，阻塞狀態(tài)；
Alternate Port：替代端口，為當(dāng)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(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)
Block:阻塞狀態(tài)
AdminPathCost 系統(tǒng)路徑開銷配置值
AutoPathCost Disable：禁止自動(dòng)計(jì)算路徑開銷
Enable：使能自動(dòng)計(jì)算路徑開銷
OperPathCost 操作路徑開銷
OperEdge Disable：非邊緣端口
Enable：邊緣端口
OperP2P Disable：非點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式
Enable：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式
 
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