(HCIP)一、STP回顧及RSTP改進
一、STP技術點回顧及RSTP的改進
1、STP技術回顧
1.1、STP的作用是：二層防環、 冗餘備份
1.2、STP的埠角色有：DP：指定埠 RP：根埠 AP：阻塞埠（ 邏輯阻塞）
1.3、STP的埠狀態：
- 轉發狀態：轉發使用者資料及轉發報文
- 學習狀態：學習mac地址
- 偵聽狀態（listening）：生成樹此時已經根據交換機所接收到的BPDU而判斷出了這個埠應該參與資料幀的轉發。
- 阻塞狀態（blocking）：邏輯上的阻塞、不參與幀轉發
- 關閉狀態(disabled) ：不執行STP
1.4、簡述STP的工作原理
- 在二層網路當中會選擇一個根裝置（root裝置)
- 在每個非根裝置上會選擇根埠(RP埠)
- 在每個鏈路上面會選擇一個指定埠（DP）
- 阻塞埠在邏輯阻塞數（AP埠）
1.5、埠（RP埠或者DP埠）的竟選規則（值越小越好）
-
比較裝置的BID(裝置的優先順序（4096的倍數）+裝置的MAC地址)-----選舉出根裝置（ROOT裝置）
配置命令 [huawei]stp priority 4096
檢視埠角色狀態： [huawei]dis stp brief
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該裝置的該埠到達根裝置（ROOT）的銷值，開銷值越小越好。
檢視埠開銷值：[huawei]dis stp interface g0/0/1
其中port cost : config=auto /active=2000 這就是開銷值
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比較傳送裝置的BID
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比較傳送裝置的PID（介面優先順序預設值是１２８+介面ID）
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比較自己的PID
2、STP技術的不足點
- 二層網終執行stp後整個網路的收斂時間致少30S
- 交換機有AP埠，RP埠down掉場景需要30S才能收斂完成
- 交換機上沒有AP埠，RP埠down掉場景需要50S才能收斂完成
- 執行STP的交換機連線使用者終端場景,終端裝置想要上網，需要30S等待時間
- STP的拓撲變更機制比較繁瑣
- 埠角色（AP埠定義不是特別明確）和埠狀態（有些埠狀態作用是重複的）
3、RSTP對STP的改進
3.1、報文格式的改進：RSTP充分利用了RSTP BPDU報文裡面的flag欄位
3.2、埠角色增加和埠狀態的減少
- 增加：BP埠 backup port作用：阻塞使用者資料，BP埠是DP埠的備份
- 減少：把STP協議當中的前面三種狀態合為一種狀態，就是discarding狀態
3.3、P/A機制
報文格式的改進 RSTP充分利用了RST BPDU報文裡面的flag欄位
作用：其目的是使一個指定的埠儘快進入Forwarding狀態
產生條件：1、點到點的全雙工， 2、兩埠之間是RP和DP之間
P/A機制的原理:
兩臺交換機SW1和SW2之間連線，由於SW1的BID是4096，SW2的BID是8192，因為SW1會主動向SW2發 送P位置的BPDU報文（此時的SW1的情況Discarding埠角色是DP）當SW2收到之後同步變數（阻塞除邊緣埠外的其他埠，防方出現環路）同步好之後 SW2會發送一個A置位的BPDU報文給SW1（SW2的情況Forwarding埠）當SW1收到A置位的BPDU報文，埠立即進入Forwarding
二、STP技術的不足點（詳細介紹）
問題一、stp從初始狀態到完全收斂至少需要經過30s
問題二、交換機有AP埠，RP埠down掉場景
問題三、交換機無AP埠，RP埠down掉場景
SWB與SWA的直連鏈路down掉，則SWC的AP埠切換成DP埠並進入轉發狀態大約需要50s
小結：
-
如果該AP埠可以收到BPUD的話，收斂時間是30S
-
如果該AP埠不可以收到BPDU的話，收劍時間是50%
問題四、執行STP的交換機連線使用者終端場景
交換機連線終端的鏈路進入轉發需要經過30s
問題五、STP的拓撲變更機制
先由變更點朝根橋方向傳送TCN訊息，收到該訊息的上游交換機就會回覆TCA訊息進行確認最後TCN訊息到達根橋後，再由根橋傳送TC訊息通知裝置刪除橋 MAC地址表項，機制複雜，效率低下。
問題六、埠角色
問題七：埠狀態
三、RSTP對STP的改進(詳細介紹）
1、埠角色及埠狀態
RSTP定義了兩種新的埠角色：備份埠(Backup Port)和預備埠（Alternate Port)
-
backup 埠作為指定埠的備份，提供了另外一條從根橋 到非根橋 的備份鏈路 -
Alternate埠作為根埠中的備份埠，提供了從指定橋到根橋 的另一條備份路徑
小結：
-RP埠的備份埠就是AP埠
-DP埠的備份埠就是BP埠
實驗如下：
問題1：為什麼SW3的g0/0/5成為BP埠?而不是g0/0/4
1)、開啟三個交換機的rstp功能
[LSW1]stp mode rstp
[LSW2]stp mode rstp
[LSW3]stp mode rstp
2)、根據上拓撲圖修改stp優先順序
[LSW1]stp priority 4096
[LSW2]stp priority 8192
[LSW3]stp priority 32768
3)、檢視交換機SLW3各埠stp角色
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/5 BACK DISCARDING NONE
從SLW3交換機stp埠角色看到g0/0/5為BP埠，g0/0/4為DP埠
答：根據埠PID優先順序竟選規則進行的，因為g0/0/5的介面PID比g0/0/4介面的PID大（越小越優先)
問題2：怎樣讓SLW3的g0/0/5成為DP埠呢
答：修改g0/0/5的PID優先順序
[LSW3]int g0/0/5
[LSW3-GigabitEthernet0/0/5]stp instance 0 port priority 32
[LSW3]dis stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/4 BACK DISCARDING NONE
0 GigabitEthernet0/0/5 DESI FORWARDING NONE
2、RSTP的狀態規範把原來的5種狀態縮減為3種
小結：
- Discarding：不轉發使用者流量 也不學習MAC地址表項
- Learning：不轉發使用者流量 學習我們MAC地址表項
- Forwarding：轉發使用者流量和轉發BPDU報文
3、P/A機制
Proposal(提議)/Agreement(同意)機制，其目的是使一個指定埠儘快進入Forwarding狀態 P/A程序中任何幀轉發都將被阻止
P/A機制要求兩臺交換機裝置之間鏈路必須是點對點的全雙工模式。一旦P/A協商不成功。指定埠的選擇就需要等待兩個Forward Delay，協商過程與STP一樣。特點：由於有來回確認機制和同步變數機制，就無需依靠計時器來保障無環。
事實上對於STP，指定埠的選擇可以很快完成，主要的速度瓶頸在於：為了避免環路，必須等待足夠長的時間，使全網的埠狀態全部確認，也就是說必須要等待至少兩個Forward Delay ，所有端口才能進行轉發。
P/A機制條件：
1、P/A機制要求兩臺交換機裝置之間鏈路必須是點對點的全雙工模式
2、兩裝置之間必須是DP和RP介面
小結：
兩臺交換機SW1和SW2之間連線，由於SW1的BID是4096，SW2的BID是8192，因為SW1會主動向SW2傳送P位置的BPDU報文（此時的SW1的情況Discarding埠角色是DP）當SW2收到之後同步變數（阻塞除邊緣埠外的其他埠，防方出現環路）同步好之後 SW2會發送一個A置位的BPDU報文給SW1（SW2的情況Forwarding埠）當SW1收到A置位的BPDU報文，埠立即進入Forwarding
根埠快速切換機制