华为---RSTP(一)---RSTP简介

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了华为---RSTP(一)---RSTP简介。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

1. STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)的作用

2. STP的缺点

2.1 STP网络拓扑收敛慢

2.2 STP网络链路故障,端口状态切换慢

 2.3 终端链路参与STP网络运算,浪费网络资源

2.4 STP网络拓扑变更机制复杂,效率低下

2.5 STP交换机端口角色偏少,角色转换缓慢

2.6 STP交换机端口状态偏多

3. RSTP和STP的不同之处

4. RSTP和STP端口状态对比

5. RSTP的端口角色

6. RSTP的BPDU格式

7. RSTP的P(Proposal)/A(Agreement)机制(请求/确认机制)

8. RSTP根端口快速切换机制

9.  RSTP次优BPDU处理机制

10. RSTP引入边缘端口

11. RSTP拓扑改变处理机制

12. RSTP配置命令


RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol )快速生成树协议:RSTP由IEEE 802.1D-1998标准定义的STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)改进而来,最早在IEEE 802.1W-2001中提出,并且在IEEE 802.1D-2004标准中替代了原来的STP协议。

1. STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)的作用

  • 消除二层环路---通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。
  • 链路备份---当活动链路发生故障时,激活冗余链路,及时恢复网络连通性。

2. STP的缺点

2.1 STP网络拓扑收敛慢

STP从初始状态(启动)到完全收敛(正常转发数据)至少需要30秒时间。

  1. 初始时,交换机之间会相互发送、监听BPDU,并计算生成树;
  2. STP算法是否已收集全STP网的BPDU?是采用被动等待计时器超时的方式来判断的,而后再进行计算;
  3. STP在启动过程中为了避免出现临时环路,必须等待计时器超时(15秒延时),确保整个STP网络所有节点都接收到了BPDU,整个STP网络端口状态都已确定,才能进行下一步(Mac地址学习);
  4. 在STP交换机进入转发数居前,还要根据接收到的BPDU构建Mac地址表,必须等待计时器超时(15秒延时),确保整个STP网络所有节点都构建了自己的Mac地址表,才进行数据转发。

2.2 STP网络链路故障,端口状态切换慢

        1)直连链路故障

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

  SW-C交换机感知到根端口故障(关闭SW-C交换机GE 0/0/1端口),SW-C交换机STP端口都进入Discarding状态(按照STP的5种状态来说,进入侦听Listening状态),持续15秒;再从Discarding状态转变为Learning状态,此状态持续15秒,最后从Lerarning状态转变为Forwarding状态,开始转发数据。由上述所得,此故障需要30秒STP网络才能恢复。

        2)非直连链路故障

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
        SW-B交换机根端口故障(关闭SW-B交换机GE0/0/1端口),无法接收到根桥SW-A交换机的Configuration BPDU ,会认为自己是根桥,SW-B交换机发送自己的Configuration BPDU给SW-C交换机,SW-C交换机无法直接感知到其他交换机端口故障,SW-C的阻塞端口GE0/0/2收到SW-B交换机的Configuration BPDU信息后,和根桥SW-A交换机发来的Configuration BPDU相比,SW-B交换机发送的Configuration BPDU为次优(SW-C交换机发现有2个根桥,对优先级低的根桥信息不处理),不作处理,等待20秒(Configuration BPDU 的最大生存周期Max Age默认为20s)还没收到根桥SW-A交换机的Configuration BPDU,SW-C的阻塞端口GE0/0/2就从Blocking转变为Discarding状态(按照STP的5种状态来说,进入侦听Listening状态),转变为指定端口,转发根桥SW-A交换机发送的Configuration BPDU(SW-B交换机GE0/0/2端口由指定端口转变为根端口),持续15秒后,SW-C交换机GE0/0/2端口从Discarding状态(STP的侦听Listening状态)转变为Learning状态,持续15秒,从Lerarning状态转变为Forwarding状态,开始转发数据。由上述所得,此故障需要约50秒STP网络才能恢复。

 2.3 终端链路参与STP网络运算,浪费网络资源

        在STP网络中,连接终端的链路也要参与STP构建,要等待至少30秒才能进入数据转发状态;实际上,只要确保STP交换机端口下连接的是终端设备,就不会出现网络环路,所以终端链路没有必要参与STP构建,等待计时器超时浪费时间。

2.4 STP网络拓扑变更机制复杂,效率低下

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        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。如果网络中的拓扑结构变化频繁,网络会频繁地失去连通性。

2.5 STP交换机端口角色偏少,角色转换缓慢

2.6 STP交换机端口状态偏多

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

RSTP是STP的改进版本,消除环路的基本思想与STP一致,具备STP所有功能,兼容STP。

3. RSTP和STP的不同之处

  • 减少了端口状态;
  • 增加了端口角色;
  • BPDU格式和发送方式不同;
  • 能快速收敛网络拓扑。

4. RSTP和STP端口状态对比

说明 RSTP端口状态 STP端口状态 说明
不能进行MAC地址学习和转发用户数据帧。 丢弃(Discarding) 去能(Disabled) 无法接收和发送任何帧,端口处于关闭(down)状态
阻塞(Blocking) 只能接收STP协议帧(BPDU),不能发送STP协议帧,不能转发用户数据帧。
侦听(Listening) 能接收和发送STP协议帧,不能进行MAC地址学习和转发用户数据帧。
不能进行MAC地址学习,能转发用户数据帧。 学习(Learning) 学习(Learning) 能接收和发送STP协议帧,能进行MAC地址学习,不能转发用户数据帧。
能进行MAC地址学习和转发用户数据帧。 转发(Forwarding) 转发(Forwarding) 能接收和发送STP协议帧,能进行MAC地址学习,能转发用户数据帧。

5. RSTP的端口角色

端口角色 描述
根端口
Root Port
非根交换机上到根交换机开销最小的端口,处于转发状态。
指定端口
Designated Port
转发所连接的网段发往根交换机方向的数据;
从根交换机发往所连网段的数据,处于转发状态。
预备端口
Alternate Port
根端口备份端口,不处于转发状态。
备份端口
Backup Port
指定端口备份端口,不处于转发状态。

举例说明

 华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        以上图为例,所有交换机都在STP模式下。
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
        在STP模式下端口角色虽然有Backup和Alternate角色,但是不起作用。

        将拓扑图中所有交换机都设置为RSTP模式后:

        模拟SW3的根端口出现故障,预备端口立刻转换为根端口,如下图所示:
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        模拟SW2的指定端口出现故障,备份端口快速转换为指定端口,如下图所示:
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

6. RSTP的BPDU格式

RSTP的BPDU和STP相比不同之处有:

  • Protocol Version ID变为2;
  • BPDU Type变为2;
  • 使用了Flags字段的全部8位。

        在RSTP BPDU的FIags字段中,除TC以及TCA标志位,还包含PIA标志位、端口状态标志位以及端口角色标志位。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

7. RSTP的P(Proposal)/A(Agreement)机制(请求/确认机制)

        P/A机制        P:Proposal-协商        A:Agreement-同意
        P/A机制要求两台交换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,指定端口到转发状态就需要等待两个转发延时(30秒),协商过程与STP一样。

        RSTP选举原理和STP本质上相同:选举根交换机->选举非根交换机上的根端口->选举指定端口->选举预备端口和备份端口。

        但是RSTP在选举的过程中加入了“发起请求-回复同意”(P/A机制)这种确认机制,由于每个步骤有确认就不需要依赖计时器来保证网络拓扑无环后才去转发,只需要考虑BPDU发送报文并计算无环拓扑的时间(一般都是秒级)。解决了STP网络收敛慢问题。
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        以下图为例,抓包查看数据。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
        shutdown掉SW1交换机(根桥)E 0/0/1端口,然后再undo shutdown掉SW1交换机E 0/0/1端口,在SW2交换机E 0/0/1端口抓包,所抓数据如下:
华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
        重启SW1交换机(根桥)E 0/0/1端口后,SW1交换机E 0/0/1端口为Discarding状态的指定端口,并立即发起请求(发送P置位BPDU),SW2交换机E 0/0/1端口回复确认(发送A置位BPDU),SW1交换机E 0/0/1端口变为Forwarding状态指定端口,并发送TC(Topology Change拓扑改变确认)置位的BPDU,最后进入正常转发状态。

        shutdown掉SW2交换机E 0/0/1端口,然后再undo shutdown掉SW2交换机E 0/0/1端口,在SW1交换机E 0/0/1端口抓包,所抓数据如下:

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络
        重启SW2交换机E 0/0/1端口后,SW2交换机E 0/0/1端口为Discarding状态的指定端口,并立即发起请求(发送P置位BPDU),SW1交换机E 0/0/1端口回复确认(发送A置位BPDU),SW2交换机E 0/0/1端口变为Forwarding状态的根端口,并发送TC(Topology Change)置位的BPDU,最后进入正常转发状态。

        P/A机制详解请看另外一边文章

8. RSTP根端口快速切换机制

        预备端口快速切换为根端口。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        直连链路故障,预备端口可快速切换成根端口并进入转发状态。

9.  RSTP次优BPDU处理机制

        预备端口快速切换为指定端口。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        非直连链路故障,预备端口可快速切换成指定端口并进入转发状态。

10. RSTP引入边缘端口

        RSTP交换机连接终端的边缘端口可立即进入转发状态。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        RSTP交换机连接终端的边缘端口可立即进入转发状态,边缘端口收到BPDU后,就丧失了边缘端口属性,成为普通STP端口,重新进行生成树计算。

11. RSTP拓扑改变处理机制

拓扑改变触发条件:

        只有非边缘端口转变为Forwarding状态时,产生拓扑改变。

拓扑改变处理步骤:

  • 在两倍Helo时间内向所有其它指定端口和根端口发送TC置位的BPDU报文;
  • 清除除接收到TC置位的BPDU端口外的所有指定端口和根端口学习的MAC地址。

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

        不适用TCN,STP网络收敛速度更快。

拓扑改变处理过程:

华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络华为---RSTP(一)---RSTP简介,网络,华为,网络

12. RSTP配置命令

命    令 说    明
stp mode rstp 配置RSTP模式
display stp 显示RSTP配置信息和参数
stp edged-port enable 配置某个端口为边缘端口
stp edged-port default 配置所有端口为边缘端口
stp edged-port disable 禁用边缘端口

        RSTP配置:华为VRP中,在STP和RSTP模式下,配置命令和显示命令没有任何差异。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-832243.html

到了这里,关于华为---RSTP(一)---RSTP简介的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 华为FusionCompute简介

    华为FusionCompute 8(通常简称为FC8)是华为推出的一款云操作系统软件,其主要功能和作用包括: 1. **硬件资源虚拟化**:FusionCompute通过虚拟化技术,将物理服务器的计算、存储和网络资源抽象化,转换成可以动态分配和管理的虚拟资源。 2. **集中管理**:它能够对虚拟资源、

    2024年04月28日
    浏览(27)
  • 华为MindStudio简介

    MindStudio是华为推出的一款集成开发环境(IDE),主要用于边缘计算和人工智能应用的开发。它为开发者提供了一系列工具,用于设计、开发、调试和部署在华为Ascend系列AI处理器上运行的应用程序。MindStudio旨在简化和加速AI应用开发的过程,支持多种编程语言,并提供了丰富

    2024年01月17日
    浏览(26)
  • 华为---PPP协议简介及示例配置

             PPP 是Point-to-Point Protocol的简称,中文翻译为点到点协议。与以太网协议一样,PPP也是一个数据链路层协议。以太网协议定义了以太帧的格式,PPP协议也定义了自己的帧格式,这种格式的帧称为PPP帧。         利用PPP协议建立的二层网络称为PPP网络。一个PPP网络

    2024年02月07日
    浏览(40)
  • 华为---OSPF简介和基本配置示例

    OSPF(Open Shortest Path First)--开放式最短路径优先协议: 是一种基于链路状态的内部网关协议。OSPF数据报文封装在IP报文内部,协议号为89,使用单播或组播发送数据。         注:在广播型网络中,所有路由器都以224.0.0.5的地址发送hello包,用来维持邻居关系,非DR/BDR路由器都以

    2024年02月11日
    浏览(38)
  • 华为---DHCP中继代理简介及示例配置

            IP动态获取过程中,客户端(DHCP Client)总是以广播(广播帧及广播IP报文)方式来发送DHCPDISCOVER和DHCPREQUEST消息的。如果服务器(DHCP Server)和 客户端不在同一个二层网络(二层广播域)中,服务器不可能接收到DHCPDISCOVER和DHCPREQUEST消息。因此,DHCP工作流程只适合于服务

    2024年02月08日
    浏览(37)
  • OTN技术及华为OTN设备简介

                            OTN 技术及华为OTN设备简介     城域波分环四环五即将进行建设,本次工程采用华为华为下一代智能光传送平台OTN设备OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800。本文主要对OTN技术涉及的网络结构、复用方式、帧结构、ROADM技术和OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800设备

    2024年02月05日
    浏览(31)
  • 华为路由器关闭协议的方法简介

      一、TCP建立连接的三次握手过程中,一方向另一方发送的第一个报文设置了SYN位,当某台设备接收到一个请求服务的初始报文时,该设备响应这个报文,发回一个设置了SYN和ACK位的报文,并等待源端来的ACK应答。 二、如果发送方并不回复ACK,主机就会因为超时而结束连接。

    2024年02月05日
    浏览(50)
  • 华为路由的线路输出的两种不同方法简介

    在配置静态路由时,可以使用下一跳地址,也可以使用出站接口。使用下一跳IP地址和使用出站接口会影响路由器的处理方式。     一、使用出站接口时,那么路由将被作为直连网络输入路由表在串口上使用出站接口和使用下一跳IP没有什么区别,仅仅少了一次寻找出站接口

    2024年02月05日
    浏览(35)
  • 华为AREngine(Unity版)系列-1.AREngine简介(包含SDK)

          华为AREngine(Unity版本)是华为家的 一款和ARCore、ARKit一样的AR开发SDK。       华为AREngine只适用于华为Mate20系开始且系统为鸿蒙系统的手机。因为 ARCore在Mate20以后或者鸿蒙3.0系统的华为手机上无法运行了 ,所以我们如果要开发华为手机上的AR应用我们就需要使用华为

    2024年02月07日
    浏览(27)
  • RSTP介绍

    STP协议虽然能够解决环路问题,但是收敛速度慢,影响了用户通信质量。IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了快速生成树协议RSTP(Rapid Spanning-Tree Protocol),RSTP在STP基础上进行了改进,实现了网络拓扑快速收敛。 如图所示,RSTP的端口角色共有4种:根端口、指定端口、Alternate端

    2023年04月09日
    浏览(22)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包