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STPSTP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 —样. 请注意图8—16上方的交换机，根桥没有根端口.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 —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8—17所示.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 8—18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.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8-19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.SW-1图8-18替换端口的选择5)禁用端口在快速生成树协议应用的网络运行中不担当任何角色.4 RSTP配置命令介绍PVST是Cisco私有的，为每个VLAN构造一棵生成树(1)启用生成树Switch (config)#spanning-tree vian vlan-list(2)设置根网桥Switch (config )# spanning—tree via n vlan-list root primary I sec on dary (3)修改网桥的优先级Switch(c on fig )# spa nnin g-tree via n vlan-list priority Bridge-priority(4) 修改端口成本Switch (config—if) #spanning—tree via n vlan—list cost cost(5) 修改端口优先级Switch (config-if)#spanning-tree vian vlan-list port—priority priority(6) 配置上行速链路配置上行速链路的作用：当接入层或汇聚层的交换机主用的上行链路断开的时候被阻塞的 端口迅速装换到转发状态，不需要经过侦听和学习状态，配置了上行速链路后交换机的优先 级变为49152，成本增加3000Switch (config)#spanning—tree upiinkfast(7) 配置端口速链路配置速端口的作用:不经过侦听和学习状态,直接进入到转发状态，但是该端口依然会运行生 成树协议，如果检测到环路，也能够将转发状态转换为阻塞状态，配置在连接终端的接口上。
Switch (config—if)#spanning—tree portfast(8) 查看生成树的配置Switch#show spa nnin g-tree(9) 查看某个VLAN的生成树详细信息Switch#show spanning—tree vian vlan-iddetaii(10) EthernetChannel —以太通道§ 多条线路负载均衡，带宽提高§ 容错，当一条线路失效时，其他线路通信，不会丢包配置接口为以太通道模式Switch (con fig)# in terface range fastEther net 0/1 一 2Switch (config—if—range)#channel-group 1 mode on(11)查看以太通道的配置Switch# show ethercha nn el 1 summary二、实验配置步骤STP的全称是spanning—tree protocol, STP协议，它是一个二层的链路管理协议，它 在提供链路冗余的同时防止网络产生环路，与VLAN配合可以提供链路负载均衡生成树 协议现已经发展为多生成树协议和快速生成树协议(RSTP,Rapid Spa nning Tree Protocol, IEEE802.1W)。
FC 2PCIvlanEOvlanlOPC4vlait20FCSvl^nlO两台Cisco 2960交换机使用两个百兆端口相连，默认情况下STP协议启用的通过两 台交换机之间传送BPDU协议数据单元，选出根交换机、根端口等，以便确定端口的转发 状态上图中标记为黄色的端口处于block状态1) SW1 配置 stp设置23、24端口为trunkinterface FastEthernet0/23switchport mode trunk interface FastEthernet0/24 switchport mode trunk创建vlan10、20，将端口划分vlan interface FastEthernet0/1 switchport access vlan 10interface FastEthernet0/2switchport access vlan 20交换机默认启动stp-—pvst，更改rstp rapid-pvstspanning—tree mode rapid—pvstspanning—tree vlan 10,20 // stp默认情况对vlan 1起作用，不能删除,当新建vlan 后,对新建vlan同样起作用。
因此，此命令可以忽略.(2)SW2 配置 stp配置命令和 SW1 相同3)比较根网桥从上图中得知， SW1 为根网桥 在真实设备上不可能存在相同 mac 地址的情 况比较根网桥原则，先比较优先级，越小说明级别越高，如果优先级相同就比较mac 地址，越小优先级越高.此外，还了解到SW1上faO/23，fa/24为指定端口SW2上 的faO/23为根端口 .faO/24为替代端口，故端口显示橙黄色状态SW1#show spanning-treeVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32778Address 0003 E441 ADB6This bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys—id—ext 10)Address 0003 E441 ADB6Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio。
Nbr TypeFa0/1 Desg FWD 19 128 1 P2pFa0/23 Desg FWD 19 128 23 P2pFa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2pSW2#show spanning—treeVLAN0010Spanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 32778Address 0003 E441.ADB6Cost 19Port 23(FastEthernet0/23)Hello Time 2 secMax Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority32778 (priority 32768 sys—id—ext 10)Address OODOBC77.8743Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 2OInterface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFaO/1FaO/23FaO/24Desg FWD 19Root FWD 19Altn BLK 19128.1 P2p128。
23 P2p128 24 P2p(4)修改Brigde ID,重新选SW2为根网桥SW2(config) #spanning—tree vlan 10， 20 priority 4096 SW2＃show spanning-treeVLANOO1OSpanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 41O6Address OODO.BC77 8743This bridge is the rootHello Time 2 secMax Age 2O sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority41O6 (priority 4O96 sys—id—ext 1O)AddressOODO BC77 8743Hello Time 2 sec Max Age 2O sec Forward Delay 15 secAging Time 2OInterface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFaO/1Desg FWD 19128 1P2pFaO/23Desg FWD 19128.23P2pFaO/24Desg FWD 19128.24P2pSW1＃show spanning—treeVLANOO1OSpanning tree enabled protocol rstpRoot ID Priority 41O6Address OODO。
BC77 8743Cost 19Port 23(FastEthernetO/23)Hello Time 2 sec Max Age 2O sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys—id—ext 1O)Address 0003E441ADB6Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20Interface Role Sts Cost Prio Nbr TypeFa0/1Desg FWD 19128 1P2pFa0/23Root FWD 19128.23 P2pFa0/24Altn BLK 19128 24P2p修改后发现SW1的faO/24端口变成替代端口为什么呢？这是因为交换机在选举根端口时会首先考虑根路径成本，这里都是1 9，再比较发送网 桥 id 大小，这里是同一个根网桥.最后比较发送端口 id 大小，23 比 24 小，所以 23 端口成 为根端口而24端口因为非根非指定端口就只能阻塞block。
这里指定端口被根网桥的 发送端口占了,因为它的开销最小.）附注：在学习 STP 时,根端口、指定端口、转发端口的指定规则：• 根网桥的所有端口都是指定的• 非根网桥到根网桥开销最小的端口是根端口• 与其他网桥的根端口相连的端口都是指定的• 根据以上规则就确定了根端口和指定端口后，既不是根端口又不是指定端口的就成为阻塞端口• 至于根端口和指定端口的区分,是这样的：根端口：先比较cost，如果相等，则比较端口标识符ID，低则优指定端口：先比较cost，如果相等，则比较桥ID桥ID由priority和MAC组成，低则优。