网络拓扑实例01：RSTP功能

组网图形

 RSTP简介

  • 以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，提出了生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）。STP（Spanning Tree Protocol）是用来解决网络中环路问题的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并对某些端口进行阻塞以消除环路。
  • 与众多协议的发展过程一样，生成树协议也是随着网络的发展而不断更新的，从最初的IEEE 802.1D中定义的STP到IEEE 802.1W中定义的快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol），再到最新的IEEE 802.1S中定义的多生成树协议MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）。
  • 生成树协议中，MSTP兼容RSTP、STP，RSTP兼容STP。三种生成树协议的比较如表1所示。
表1 三种生成树协议的比较

生成树协议

特点

应用场景

STP

  • 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。

  • 收敛速度较慢。

无需区分用户或业务流量，所有VLAN共享一棵生成树。

RSTP
  • 形成一棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
  • 收敛速度快。

MSTP(详情见实例)
  • 形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
  • 收敛速度快。
  • 多棵生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同的路径转发。

需要区分用户或业务流量，并实现负载分担。不同的VLAN通过不同的生成树转发流量，每棵生成树之间相互独立。

组网需求

  • 在一个复杂的网络中，网络规划者由于冗余备份的需要，一般都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作主用链路，其他链路作备份。这样就难免会形成环形网络，若网络中存在环路，可能会引起广播风暴和MAC表项被破坏。
  • 网络规划者规划好网络后，可以在网络中部署RSTP协议预防环路。当网络中存在环路，RSTP通过阻塞某个端口以达到破除环路的目的。如图1所示，当前网络中存在环路，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都运行RSTP，通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个端口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。

配置思路

  • 1.在处于环形网络中的交换设备上配置RSTP基本功能，包括：

　　a.配置环网中的设备生成树协议工作在RSTP模式。
　　b.配置根桥和备份根桥设备。
　　c.配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞。
　　d.使能RSTP，实现破除环路。

  • 2.配置保护功能，实现对设备或链路的保护。例如：在根桥设备的指定端口配置根保护功能。

操作步骤

  • 配置RSTP基本功能
  • a.配置环网中的设备生成树协议工作在RSTP模式

　　# 配置SwitchA/B/C/D的RSTP工作模式。

<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] stp mode rstp
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchB
[SwitchB] stp mode rstp

<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchC
[SwitchC] stp mode rstp

<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchD
[SwitchD] stp mode rstp

 

  •  b.配置根桥和备份根桥设备

　　# 配置SwitchA为根桥。

[SwitchA] stp root primary

　　 # 配置SwitchD为备份根桥。

[SwitchD] stp root secondary
  •  c.配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞
说明： 
•端口路径开销值取值范围由路径开销计算方法决定，这里选择使用华为计算方法为例，配置将被阻塞端口的路径开销值为20000。
•同一网络内所有交换设备的端口路径开销应使用相同的计算方法。

　　# 配置SwitchA/B/C的端口路径开销。

[SwitchA] stp pathcost-standard legacy

[SwitchB] stp pathcost-standard legacy

[SwitchC] stp pathcost-standard legacy

 　　# 配置SwitchC端口GigabitEthernet0/0/1端口路径开销值为20000。

[SwitchC] interface gigabitethernet 0/0/1
[SwitchC-GigabitEthernet0/0/1] stp cost 20000
[SwitchC-GigabitEthernet0/0/1] quit

 　　# 配置SwitchD的端口路径开销。

[SwitchD] stp pathcost-standard legacy
  •  d.使能RSTP，实现破除环路

　　将与PC机相连的端口设置为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能

　　# 配置SwitchB端口GigabitEthernet0/0/2为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。

[SwitchB] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port enable
[SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchB-GigabitEthernet0/0/2] quit

　　 # 配置SwitchC端口GigabitEthernet0/0/2为边缘端口并使能端口的BPDU报文过滤功能。

[SwitchC] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port enable
[SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] stp bpdu-filter enable
[SwitchC-GigabitEthernet0/0/2] quit

 　　设备全局使能RSTP

　　# 设备SwitchA/B/C/D全局使能RSTP。

[SwitchA] stp enable

[SwitchB] stp enable

[SwitchC] stp enable

[SwitchD] stp enable

 　　配置保护功能，如在根桥设备的指定端口配置根保护功能

　　# 在SwitchA端口GigabitEthernet0/0/1上配置根保护功能。

[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit

 　　# 在SwitchA端口GigabitEthernet0/0/2上配置根保护功能。

[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit
  •  验证配置结果

　　经过以上配置，在网络计算稳定后，执行以下操作，验证配置结果。

　　# 在SwitchA上执行display stp brief命令，查看端口状态和端口的保护类型，结果如下：

[SwitchA] display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      ROOT
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      ROOT

 　　将SwitchA配置为根桥后，与SwitchB、SwitchD相连的端口GigabitEthernet0/0/2和GigabitEthernet0/0/1在生成树计算中被选举为指定端口，并在指定端口上配置根保护功能。
　　# 在SwitchB上执行display stp interface gigabitethernet 0/0/1 brief命令，查看端口GigabitEthernet0/0/1状态，结果如下：

[SwitchB] display stp interface gigabitethernet 0/0/1 brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE

　　端口GigabitEthernet0/0/1在生成树选举中成为指定端口，处于FORWARDING状态。

　　# 在SwitchC上执行display stp brief命令，查看端口状态，结果如下：

[SwitchC] display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE     
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE     
   0    GigabitEthernet0/0/3        ROOT  FORWARDING      NONE

　　端口GE0/0/1在生成树选举中成为Alternate端口，处于DISCARDING状态。

　　端口GE0/0/3在生成树选举中成为根端口，处于FORWARDING状态。

 

posted @ 2020-11-16 11:39  讲文张字  阅读(1254)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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