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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(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(gòu)造一棵自然樹(shù)的方法實(shí)現(xiàn)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(bào)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(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(shù)計(jì)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(jié)構(gòu),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(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓淖?,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(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(méi)有根端口。
 
3、指定端口(Designated Ports)
指定端口是專門(mén)指定的,通過(guò)其根端口到達(dá)跟橋開(kāi)銷(xiāo)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(lái),其目的為了解決 STP 收斂時(shí)間較長(zhǎng)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(shù)據(jù)鏈路層(第二層)通訊協(xié)定,用作確保一個(gè)無(wú)回圈的區(qū)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(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(shù)協(xié)議 RSTP 是從 STP 發(fā)展過(guò)來(lái)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(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?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(wú)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(wú)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(shuō)明
STP[全局設(shè)置]的相關(guān)界面的配置項(xiàng)說(shuō)明。
配置項(xiàng) 說(shuō)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(guò)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(shuō)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(shuō)明
STP[端口設(shè)置]的相關(guān)界面的配置項(xiàng)說(shuō)明。
配置項(xiàng) 說(shuō)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(kāi)銷(xiāo)計(jì)算方式 STP端口的路徑開(kāi)銷(xiāo)的計(jì)算方式,[自動(dòng)]或[管理],默認(rèn)為自動(dòng)
路徑開(kāi)銷(xiāo) STP端口路徑開(kāi)銷(xiāo),當(dāng)路徑開(kāi)銷(xiāo)計(jì)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(shè)置]界面的配置項(xiàng)說(shuō)明
 
路徑開(kāi)銷(xiāo):
STP BPDU 報(bào)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(duì)應(yīng)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(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(shuō)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(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(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(kāi)銷(xiāo)配置值
AutoPathCost Disable:禁止自動(dòng)計(jì)算路徑開(kāi)銷(xiāo)
Enable:使能自動(dòng)計(jì)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(duì)點(diǎn)模式
Enable:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式
 
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