RSTP基础配置

实验介绍

RSTP

RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种快速生成和收敛的二层网络冗余协议，是 IEEE 802.1w 标准定义的一种 Spanning Tree Protocol（STP）的改进版本。

RSTP 的主要目标是提供更快的收敛时间，以便在网络发生拓扑变化时更快地恢复和重新计算最短路径树。相比传统的 STP 协议，RSTP 的收敛时间更短，网络恢复更迅速。

以下是 RSTP 的一些关键特点：

1. 端口状态：RSTP 引入了三个新的端口状态：指定端口（Designated Port）、根端口（Root Port）和备份端口（Alternate Port），以提高网络冗余和故障恢复能力。
2. 快速收敛：RSTP 使用了一些机制来加速网络的收敛，例如：端口状态转换的快速学习、边缘端口（Edge Port）的立即转换以及处理拓扑变化的快速通告等。
3. 互操作性：RSTP 与传统的 STP 协议具有向后兼容性，因此可以与使用 STP 的设备进行互操作。
4. 端口类型：RSTP 引入了两种新的端口类型：边缘端口和点对点端口，以减少拓扑变化对整个网络造成的影响。
5. 拓扑变化检测：RSTP 通过发送和接收 BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来检测网络拓扑的变化，并相应地进行端口状态的更新和拓扑重计算。

总的来说，RSTP 通过引入新的端口状态、采用快速收敛机制和改进的拓扑变化检测等方法，提供了更快的网络收敛时间和更高的冗余容错能力。这样可以确保网络的高可用性和稳定性，并减少对网络服务的中断时间。

RSTP的端口状态

RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）引入了不同于传统 STP（Spanning Tree Protocol）的端口状态，以提高网络的收敛速度和冗余能力。以下是 RSTP 中的端口状态：

1. 指定端口（Designated Port）：在每个网络段中，RSTP 选举出一个指定端口作为主要的转发端口，用于转发数据帧。指定端口是活动的，并且可以传输数据。
2. 根端口（Root Port）：根端口是一种特殊的指定端口，用于连接到树的根桥。每个非根桥都会选择一条到达树的根桥的最短路径，并将该路径上的端口设置为根端口。
3. 备份端口（Alternate Port）：备份端口是处于阻塞状态的端口，它备份着另一个指定端口，以提供冗余连接。当指定端口发生故障或失效时，备份端口会接管其功能，以确保网络的连通性。
4. 边缘端口（Edge Port）：边缘端口是连接到主机或终端设备的非冗余端口。这些端口可以立即进入指定状态，而无需等待 STP 收敛的过程。边缘端口在启动时不发送 BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。
5. 点对点端口（Point-to-Point Port）：点对点端口是直接连接到另一个网桥的端口。这些端口可以更快地收敛，因为它们不需要进行额外的 BPDU 交换。

这些端口状态的引入使 RSTP 能够更快地收敛，并提供更高的冗余容错能力。通过快速决策和转变端口状态，RSTP 可以更迅速地适应网络拓扑变化，减少网络中断和数据包丢失的时间。

实验目的

• 理解RSTP 的应用场景
• 掌握RSTP 的基本配置
• 掌握RSTP 的边缘端口的应用
• 理解RSTP 备份端口

模拟环境

本实验模拟公司网络场景。S3和S4是接入层交换机，负责用户的接入，S1和S2是汇聚层交换机，四台交换机组成一个环形网络。为了防止网络中出现环路，产生网络风暴，所有交换机上都需要运行生成树协议。同时为了加快网络收敛速度，网络管理员选择使用RSTP协议，且使得性能较好的S1为根交换机，S2为次根交换机，并配置边缘端口进一步优化公司网络。

实验拓扑

实验配置

测试连通性

配置RSTP基本功能

在汇聚层交换机S1、S2及接入层交换机S3、S4上，把生成树模式由默认的MSTP改为RSTP。由于华为交换机上默认即开启了MSTP，故只需修改生成树模式即可。

[S1]stp mode rstp

[S2]stp mode rstp

[S3]stp mode rstp

[S4]stp mode rstp

配置完成后，在交换机S1、S2、S3和S4上都使用display stp命令去查看生成树的模式及根交换机的位置。

display stp

上述信息中，CIST Bridge 是交换机自己的ID，而CISTRoot是根交换机的ID。根交换机是交换机ID最小的交换机，所以，观察可知，S4是当前的根交换机。

在RSTP构建的树形拓扑中，网络管理员需要设置汇聚层主交换机S1为根交换机，汇聚层交换机S2为备份根交换机。

[S1]stp root primary

[S2]stp root secondary

配置完成后，同样在S1 上使用display stp命令观察。

可以观察到，stp root primary 命令修改的是交换机ID 中的交换机优先级，把默认的优先级由32768 改为0，所以S1的交换机ID 变为最小，是Primary root，即根交换机

同样在S2 上使用display stp命令观察。

可以观察到，stprootsecondary 命令修改的也是交换机ID 中的交换机优先级，把默认的优先级由32768 改为4096，使S2 的桥ID 变为次小，是Secondaryroot，即次根交换机。

继续使用display stp brief 命令查看每台交换机上的端口角色及状态。

display stp brief

配置边缘端口

生成树的计算主要发生在交换机互连的链路之上，而连接 PC的端口没有必要参与生成树计算，为了优化网络，降低生成树计算对终端设备的影响，现在网络管理员把交换机上连接PC的接口配置为边缘端口。

[S4]interface Ethernet0/0/1

[S4-Ethernet0/0/1]stp edged-port enable

[S3]interface Ethernet0/0/1

[S3-Ethernet0/0/1]stp edged-port enable

配置S4上连接PC的端口为边缘端口，此时生成树计算工作依然进行，但端口进入转发状态无需等待30s。

可以观察到，接口立刻进入到Forwarding状态，没有30s的延迟。在使用RSTP的环境中，可以在交换机上把连接PC、路由器和防火墙的端口都配置为边缘端口，边缘端口能降低终端设备访问网络需要等待的时间，明显提高网络的可用性。

End.