在rstp活动拓扑中包含以下哪一种rstp的端口状态角色

来源: 一,端口角色不同:STP有是那种端口角色:Root Port , Destinaged Port, Alternate Port.RSTP在STP的基础上增加了两种端口角色:Backup Port ,Edge Port.在RSTP中Alternate Port是用来备份根端口的,Backup Port是用来备份指定端口的。Edge Port是RSTP中独有的一种端口角色。二,端口状态不同:STP中的端口状态有五种:discarding
forwardingRSTP端口状态有三种:disabled
forwarding三,拓扑收敛方式不同:STP的拓扑收敛方式:在网络拓扑发生变化后,下游设备会不间断地向上游设备发送TCN BPDU报文。上游设备收到下游设备发来的TCN BPDU报文后,只有指定端口处理TCN BPDU报文。其它端口也有可能收到TCN BPDU报文,但不会处理。上游设备会把配置BPDU报文中的Flags的TCA位设置1,然后发送给下游设备,告知下游设备停止发送TCN BPDU报文。上游设备复制一份TCN BPDU报文,向根桥方向发送。重复步骤1、2、3、4,直到根桥收到TCN BPDU报文。根桥把配置BPDU报文中的Flags的TC位置1后发送,通知下游设备直接删除桥MAC地址表项。&RSTP的拓扑收敛方式:引入三种机制快速收敛:Proposal/Agreement机制当一个端口被选举成为指定端口之后,在STP中,该端口至少要等待一个Forward Delay(Learning)时间才会迁移到Forwarding状态。而在RSTP中,此端口会先进入Discarding状态,再通过Proposal/Agreement机制快速进入Forward状态。这种机制必须在点到点全双工链路上使用。根端口快速切换机制如果网络中一个根端口失效,那么网络中最优的Alternate端口将成为根端口,进入Forwarding状态。因为通过这个Alternate端口连接的网段上必然有个指定端口可以通往根桥。边缘端口的引入在RSTP里面,如果某一个指定端口位于整个网络的边缘,即不再与其他交换设备连接,而是直接与终端设备直连,这种端口叫做边缘端口。边缘端口不接收处理配置BPDU,不参与RSTP运算,可以由Disable直接转到Forwarding状态,且不经历时延,就像在端口上将STP禁用。但是一旦边缘端口收到配置BPDU,就丧失了边缘端口属性,成为普通STP端口,并重新进行生成树计算,从而引起网络震荡。&RSTP拓扑变化处理在RSTP中检测拓扑是否发生变化只有一个标准:一个非边缘端口迁移到Forwarding状态。一旦检测到拓扑发生变化,将进行如下处理:为本交换设备的所有非边缘指定端口启动一个TC While Timer,该计时器值是Hello Time的两倍。在这个时间内,清空状态发生变化的端口上学习到的MAC地址。同时,由这些端口向外发送RST BPDU,其中TC置位。一旦TC While Timer超时,则停止发送RST BPDU。其他交换设备接收到RST BPDU后,清空所有端口学习到MAC地址,除了收到RST BPDU的端口。然后也为自己所有的非边缘指定端口和根端口启动TC While Timer,重复上述过程。如此,网络中就会产生RST BPDU的泛洪。四,RSTP有各种保护机制,STP没有。五,发送BPDU用到的flag位不同。STP只用到了TC TCN TCA三个flag位:RSTP用到了P位,A位,TC位,接口状态位,接口角色位配置BPDU格式的改变,充分利用了STP协议报文中的Flag字段,明确了端口角色。在配置BPDU报文的格式上,除了保证和STP格式基本一致之外,RSTP作了一些小变化:Type字段,配置BPDU类型不再是0而是2,所以运行STP的设备收到RSTP的配置BPDU时会丢弃。Flag字段,使用了原来保留的中间6位,这样改变的配置BPDU叫做RST BPDU。
RSTP flag:
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义项指多义词的不同概念,如的义项:网球运动员、歌手等;的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。
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RSTP:快速(rapid spanning Tree Protocol ):由802.1d发展而成,这种协议在网络结构发生变化时,能更快的收敛网络。它比802.1d多了两种端口类型:预备端口类型(alternate port)和端口类型。 STP(Spanning Tree Protocol )是的英文缩写。该协议可应用于环路网络,通过一定的算法实现路径冗余,同时将环路网络修剪成无环路的,从而避免在环路网络中的增生和无限循环。
外文名称 rapid spanning Tree Protocol&
应用学科 网络
适用领域范围 局域网
STP协议由IEEE802.1D定义,RSTP由IEEE802.1W定义。STP的基本原理是,通过交换机之间传递一种特殊的协议报文(在IEEE 802.1D中这种协议报文被称为"配置消息")来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。生成树协议STP/RSTP
Rstp是从stp发展过来的,其实现基本思想一致,但它更进一步的处理了网络临时失去连通性的问题。Rstp规定在某些情况下,处于Blocking状态的端口不必经历2倍的Forward Delay时延而可以直接进入转发状态。如网络边缘端口(即直接与终端相连的端口),可以直接进入转发状态,不需要任何时延。或者是旧的根端口已经进入Blocking状态,并且新的根端口所连接的对端网桥的指定端口仍处于Forwarding状态,那么新的根端口可以立即进入Forwarding状态。即使是非边缘的指定端口,也可以通过与相连的网桥进行一次握手,等待对端网桥的赞同报文而快速进入Forwarding状态。当然,这有可能导致进一步的握手,但握手次数会受到的限制。
最主要的应用是为了避免中的网络环回,解决成环以太网网络的""问题,从某种意义上说是一种网络保护技术,可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。STP也提供了为网络提供连接的可能,可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。新型以太单板支持符合ITU-T 802.1d标准的生成树协议STP及802.1w规定的快速生成树协议RSTP,收敛速度可达到1s。
交换机的端口在STP环境中共有5种状态:阻塞blocking、监听listening、学习learning、转发forwarding、关闭(disable)。*Blocking:处于这个状态的端口不能够参与转发数据,但是可以接收配置消息,并交给CPU进行处理。 不过不能发送配置消息,也不进行地址学习。*Listening:处于这个状态的端口也不参与数据转发,不进行地址学习;但是可以接收并发送配置消息。*Learning:处于这个状态的端口同样不能转发数据,但是开始地址学习,并可以接收、处理和发送配置消息。*Forwarding:一旦端口进入该状态,就可以转发任何数据了,同时也进行地址学习和配置消息的接收、处理和发送。交换机上一个原来被阻塞掉的端口由于在最大老化时间内没有收到BPDU,从转变为倾听状态,倾听状态经过一个转发延迟(15秒)到达学习状态,经过一个转发延迟时间的MAC地址学习过程后进入转发状态。如果到达倾听状态后发现本端口在新的生成树中不应该由此端口转发数据则直接回到阻塞状态。当拓扑发生变化,新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络,这个时延称为转发延迟(Forward Delay),协议默认值是15秒。在所有收到这个变化的消息之前,若旧中处于转发的端口还没有发现自己应该在新的拓扑中停止转发,则可能存在临时环路。为了解决临时环路的问题,生成树使用了一种策略,即在端口从到转发状态中间加上一个只学习MAC地址但不参与转发的中间状态,两次状态切换的时间长度都是Forward Delay,这样就可以保证在拓扑变化的时候不会产生临时环路。
STP定义了5种不同的端口状态,关闭(disable),监听(Listening),学习(Learning),阻断(Blocking)和转发(Forwarding),其端口状态表现为在中端口状态混合(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。在RSTP中只有三种端口状态,Discarding、Learning和Forwarding。802.1D中的禁止端口,监听端口,阻塞端口在802.1W中统一合并为禁止端口。RSTP根据端口在活动拓扑中的作用,定义了5种端口角色(STP只有3种角色):禁用端口(Disabled Port)、根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)、为支持RSTP的快速特性规定的替代端口(Alternate Port)和备份端口(Backup Port)。表8-20 STP和RSTP端口状态比较表8-20RSTP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STPPort StateRSTPPort State端口是否为活跃状态端口是否学习MAC地址禁止禁止NoNo阻塞禁止NoNo监听禁止YesNo学习学习YesYes转发转发YesYes类型也是通过比较端口中保存的BPDU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一样。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。图8-16 RSTP根端口2)指定端口与STP一样,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。图8-17 指定端口的选择3)替换端口如果一个端口收到另外一个的更好的 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)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,P1为指定端口,P2 优先级低,则P2端口为备份端口。图8-18 替换端口的选择图8-19 备份端口的选择5)禁用端口在快速应用的网络运行中不担当任何角色。
步骤1:进入全局模式Switch#configure terminal步骤2:开启生成树协议Switch(config)#spanning-tree默认状态下STP协议是关闭的,需要用命令打开步骤3:配置生成树模式Switch(config)#spanning-tree mode { mstp | rstp | stp }
P/A机制即Proposal/Agreement机制。其目的是使一个指定端口尽快进入Forwarding状态。其过程的完成根据以下几个端口变量:A)Proposing。当一个指定端口处于Discarding或Learning状态的时候,该变量置位。并向下游交换传递Proposal位被置位的BPDU。B)Proposed。当下游交设备端口收到对端的指定端口发来的携带Proposal的BPDU的时候。该变量置位。该变量指示上游网段的指定端口希望忙进入Forwarding状态。C)sync。当Proposed被设置以后,收到Proposal置位信息的根端口会依次为自己的其他端口置位sync变量。如果端口是非边缘的指定端口是则会进入Discarding状态。D)synced。当其它端口完成转到Discarding后,会设置自己的synced变量(Alternate、Backup和会马上设置该变量)。根端口监视其他端口的synced,当所有其他端口的synced全被设置,根端口会设置自己的synced,然后传回BPDU,其中Agreement位被置位。E)agreed。当指定端口接收到一个BPDU时,如果该BPDU中的Agreement位被置位且端口角色定义是"根端口",该变量被设置。Agreed变量一旦被置位,指定端口马上转入Forwarding状态。
A、STP没有明确区分端口状态与端口角色,收敛时主要依赖于端口状态的切换。RSTP比较明确的区分了端口状态与端口角色,且其收敛时更多的是依赖于端口角色的切换。B、STP端口状态的切换必须被动的等待时间的超时。而RSTP端口状态的切换却是一种主动的协商。C、STP中的非根只能被动的中继BPDU。而RSTP中的非根网桥对BPDU的中继具有一定的主动性。
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360百科致力于成为最为用户所信赖的专业性百科网站。人人可编辑,让求知更简单。前言802.1D 生成树协议(STP)标准的设计初衷是,每次连接都在中断一分钟左右后恢复可视为性能良好。随着LAN环境中第3层交换[/u]的出现,桥接解决方案现在能够与路由[/u]解决方案抗衡,桥接解决方案中的开放最短路径优先(OSPF[/u])和增强型内部网关路由协议(EIGRP[/u])等协议能够在更短时间内提供替代路径。Cisco 通过Uplink Fast、Backbone Fast和Port Fast等功能增强了最初的802.1D规范,旨在加速桥接的收敛时间。缺点是这些机制是专有的并且需要额外配置。快速生成树协议(RSTP; IEEE 802.1w)可以视作802.1D标准的一种演变,而不仅是一种变革。802.1D中的术语基本上保持不变。而且大部分参数也没有变化,因此熟悉802.1D的用户可以轻松地快速配置新协议。在大多数情况下,RSTP 的性能比Cisco专有扩展的性能要好,而且不需要进行任何额外的配置。802.1w也能恢复到802.1D,以基于每个端口与传统网桥进行交互操作。但这恰恰抛弃了它带来的好处。新版802.1D 标准(IEEE 802.1D-2004)整合了IEEE 802.1t-2001和IEEE 802.1w标准。本文档提供有关RSTP给旧版802.1D标准带来的增强功能的信息。Catalyst交换机对RSTP 的支持下表显示了Catalyst 交换机中对RSTP 的支持,以及该支持功能所需的最低软件版本。Catalyst平台支持RSTP的MSTRPVST+(亦称PVRST+)Catalyst 2900XL/3500XL不可用不可用Catalyst 294012.1(20)EA212.1(20)EA2Catalyst 5012.1(9)EA112.1(13)EA1Catalyst 12.1(14)EA112.1(14)EA1Catalyst 356012.1(19)EA112.1(19)EA1Catalyst 3750 Metro12.1(14)AX12.1(14)AXCatalyst 2948G-L3/4908G-L3不可用不可用Catalyst G/2980G (CatOS)7.17.5Catalyst
(IOS)12.1(12c)EW12.1(19)EWCatalyst 不可用不可用Catalyst 7.17.5Catalyst
(IOS)12.1(11b)EX、12.1(13)E 和12.2(14)SX12.1(13)ECatalyst 8500不可用不可用新的端口状态和端口角色802.1D在这五个不同的端口状态定义:
转发有关详细信息,请参阅本文档的端口状态部分中的表。端口的状态为混合状态(无论是阻塞还是转发流量),它在活动拓扑中的作用也是如此(根端口、指定端口等等)。例如,从运行角度看,阻塞状态的端口和监听状态的端口没有任何差异。这两种状态都丢弃帧,并且不能学习MAC 地址。实际区别在于生成树分配给端口的角色。可以安全地假设:监听端口为指定端口或根端口,并且正在进入转发状态。然而,在处于转发状态后,无法根据端口状态推断端口是根端口还是指定端口。这显示了该基于状态的术语的失败之处。RSTP 将端口的角色和状态分离,从而解决了此问题。端口状态RSTP 中仅保留了三种端口状态,分别对应于三种可能的运行状态。802.1D中的禁用、阻塞和监听状态在802.1w中合并为唯一的丢弃状态。STP(802.1D)端口状态RSTP(802.1w)端口状态端口是否包括在活动拓扑中?端口是否可获知MAC地址?已禁用丢弃否否阻塞丢弃否否侦听丢弃是否学习学习是是转发转发是是端口角色现在,该角色是分配到给定端口的一个变量。根端口和指定端口的角色仍然保留,而阻塞端口的角色拆分为备份端口和替代端口角色。生成树算法(STA)根据网桥协议数据单元(BPDU)确定端口的角色。为了简化起见,关于BPDU需要记住的是,始终有一种方法可以比较其任意两者并确定其中更加有用的一项。这是依据BPDU中存储的值,而有时依据接收它们的端口。因此,本部分中的信息阐述了确定端口角色的实用方法。根端口角色网桥上接收最佳BPDU的端口即是根端口。就路径成本而言,根端口是最接近根网桥的端口。STA在整个桥接网络(每个VLAN[/u])中选择一个根网桥。根网桥发送的BPDU比任何其他网桥发送的BPDU都更有用。根网桥是该网络中唯一没有根端口的网桥。所有其他网桥在至少一个端口上接收BPDU。指定端口角色如果端口可以在它所连接到的网段上发送最佳BPDU,则它是指定端口。802.1D网桥将不同网段(例如以太网段)链接在一起,以创建桥接域。在给定的网段上,只能有一条路径通往根网桥。如果有两条路径,则网络中会有桥接环路。连接到给定网段的所有网桥将监听每个网桥的BPDU,并且同意将发送最佳BPDU的网桥作为网段的指定网桥。该网桥上对应的端口是该网段的指定端口。替代端口和备份端口角色这两个端口角色对应于802.1D的阻塞状态。阻塞的端口既不是指定端口也不是根端口。阻塞的端口收到的BPDU比其在网段上发送的BPDU更有用。请记住,端口必须接收BPDU才能保持阻塞状态。为此,RSTP引入了这两个角色。替代端口从其他网桥接收更有用的BPDU,并且它是阻塞的端口。如下图所示:备份端口从其所在的网桥接收更有用的BPDU,并且它是阻塞的端口。如下图所示:802.1D内部已对此进行区分。这实质上是Cisco UplinkFast的工作原理。基本原理是替代端口提供通往根网桥的替代路径,因此可以在根端口出现故障时替换它。当然,备份端口可提供到同一网段的冗余连接,但不能保证到根网桥的替代连接。因此,上行链路组将其排除在外。由此,RSTP针对与802.1D使用相同标准的生成树计算最终拓扑。使用不同网桥和端口的优先级方面绝对没有任何变化。&阻塞&这一名称用于描述Cisco实施中的丢弃状态。CatOS版本7.1及更高版本仍会显示监听和学习状态。这提供了有关端口的更多信息,远远超过了IEEE标准的要求。但是,新功能体现在,协议确定的端口角色与其当前状态之间存在差异。例如,现在端口可以同时是指定端口和阻塞端口。然而这种情况持续的时间一般非常短,这只是表示此端口正处于转换到指定转发状态的过渡状态。新的BPDU格式RSTP引入了少量对BPDU格式的更改。802.1D中仅定义了两个标志,即拓扑变化(TC)和TC确认(TCA)。但是,RSTP现在使用标志字节的剩余全部六位,以便执行以下任务:
对产生BPDU的端口的角色和状态进行编码
处理建议/协议机制另一项重要更改是RSTP BPDU现在为类型2,版本2。这表示传统网桥必须丢弃此新的BPDU。此属性使802.1w网桥很容易检测与之相连的传统网桥。新的BPDU处理每Hello-Time发送BPDU每Hello-Time发送BPDU,而不再只是进行中继。使用802.1D时,仅当非根网桥在根端口上收到BPDU时,才会生成BPDU。实际上,网桥会中继BPDU,而不仅是实际上生成他们。802.1w并非如此。现在,即使网桥未从根网桥收到任何BPDU,也会每&hello-time&秒(默认情况下是2秒)将BPDU与其最新信息一起发送。信息更快过期在给定端口上,如果连续三次没有收到Hello(或如果max_age过期),则协议信息会立即过期。由于前面所述的协议修改,BPDU现在可用作网桥之间的保持活动机制。如果网桥连续错过三个BPDU,则它会认为与其直接相邻根网桥或指定网桥断开连接。这种信息快速过期使得可以进行快速故障检测。如果网桥无法从相邻网桥接收BPDU,可以肯定与该相邻网桥的连接已断开。这与802.1D相反,在802.1D中问题可能发生在通往根网桥的路径上的任何位置。注意:如果是物理链路故障,会更快地检测出来。接受次要BPDU此概念是BackboneFast引擎的核心部分。IEEE 802.1w委员会决定在RSTP中融入相似的机制。当网桥从其指定网桥或根网桥接收次要信息时,它会立即接收并替换以前存储的信息。由于网桥C仍然识别出根网桥处于活动状态并且运行良好,因此立即发送BPDU到网桥B,该BPDU中包含有关根网桥的信息。因此,网桥B不会发送其自己的BPDU并且接受导向网桥C的端口作为新的根端口。快速转换到转发状态快速转换是802.1w中引入的最重要功能。传统STA在将端口变成转发状态之前,会被动地等待网络收敛。以前,实现更快收敛通过调整保守默认参数(转发延迟和max_age计时器)完成,并且经常会危及网络稳定性。新的快速STP能够主动确认端口是否可安全转换到转发状态,而不需要依靠任何计时器配置。现在,符合RSTP的网桥之间存在真正的反馈机制。为了在端口上实现快速收敛,协议依靠两个新的变量:边缘端口和链路类型。边缘端口Cisco生成树用户已经对边缘端口概念非常熟悉,因为它基本上与Portfast功能对应。所有直接连接到终端站的端口都不能在网络中创建桥接环路。因此,边缘端口直接转换到转发状态,并且跳过监听和学习阶段。当链路切换时,边缘端口和启用了Portfast 的端口都不会生成拓扑更改。接收BPDU的边缘端口会立即失去边缘端口状态并成为正常的生成树端口。此时,边缘端口状态有一个用户配置的值和一个运行值。Cisco实施仍保留PortFast关键字用于边缘端口配置。这使转换为RSTP变得更简单。链路类型只有在边缘端口和点对点链路上,RSTP才能快速转换到转发状态。链路类型会从端口的双工模式自动派生。以全双工模式运行的端口视为点对点端口,而半双工端口默认视为共享端口。可以使用明确配置覆盖此自动链路类型设置。在当今的交换网络中,大多数链路都在全双工模式下运行,RSTP将这些链路视为点对点链路。这使它们能够快速转换到转发状态。802.1d的收敛下图说明了802.1D处理添加到桥接网络的新链路的方式:在此方案中,根网桥和网桥A之间添加了一个链路。假设网桥A和根网桥之间已经有一条间接连接(通过图中的C-D)。STA会阻塞端口并且禁用桥接环路。首先,当根网桥和网桥A启动时,它们之间的链路上的两个端口会处于监听状态。网桥A现在能直接监听根网桥。它会立即在指定端口上向树的分支传播其BPDU。一旦网桥B 和C从网桥A收到此新的高级信息,它们就会立即向分支中继该信息。几秒钟后,网桥D便收到来自根网桥的BPDU,并立刻阻塞端口P1。生成树可以非常高效地计算网络的新拓扑。现在唯一的问题是,只有经过两倍的转发中继时间之后,根网桥和网桥A之间的链路才能最终进入转发状态。这意味着流量将中断30秒(网络的整个A、B和C部分被隔离),原因是8021.D算法缺乏反馈机制,无法清晰地通告网络将在几秒钟后收敛。与802.1w的收敛现在,您可以看到RSTP处理类似情况的方式。请记住,最终拓扑与802.1D计算的拓扑完全一样(即,与以前相同的位置上有一个阻塞的端口)。只是实现此拓扑的步骤发生了变化。一旦网桥A和根网桥启动,它们之间的链路上的两个端口就会置于指定的阻塞状态。至此,一切情况与纯802.1D环境中完全一样。但是,在此阶段,交换机A和根网桥之间会发生协商。一旦网桥A收到根网桥的BPDU,它就会阻塞非边缘指定端口。此操作称为同步。完成此操作后,网桥A会明确授权根网桥将其端口置于转发状态。下图说明了网络上该过程的结果。交换机A和根网桥之间的链路被阻塞,两个网桥可交换BPDU。交换机A阻塞其非边缘指定端口后,交换机A和根网桥之间的链路便进入转发状态,您将遇到以下情况:仍然不能有环路。现在,网络不是阻塞交换机A以上的部分,而是阻塞交换机A以下的部分。但是,会在其他位置切断可能的桥接环路。这种切断与根网桥产生的新BPDU一起通过交换机A沿树向下传递。在此阶段,交换机A上新阻塞的端口还会与都启动同步操作的交换机B和交换机C上与其相邻的端口进行协商,从而快速转换到转发状态。除通向交换机A的根端口之外,交换机B只有边缘指定端口。因此,它没有要阻塞的端口来授权交换机A进入转发状态。同样地,交换机C只需阻塞其通向D的指定端口。 现在可进入下图中显示的状态:请记住,最终拓扑与802.1D示例完全相同,这表示D上的端口P1最终会进入阻塞状态。这表示在新的BPDU沿树向下传递所需的必要时间后,将实现最终网络拓扑。在这种快速收敛中没有涉及计时器。RSTP唯一引入的新机制是确认交换机可以在其新的根端口上进行发送,以便授权立即转换到转发状态,从而绕过长达两倍转发延迟时间的监听和学习阶段。 管理员只需要记住以下几点就可以受益于快速收敛:
只有网桥通过点对点链路连接时(即全双工链路,如果未使用显式端口配置),网桥之间才可能进行此协商。
在802.1D中端口上启用Portfast后,边缘端口更加重要。例如,如果网络管理员未正确配置B上的边缘端口,则其连接会受到启动的A和根之间的链路影响。建议/协议顺序当一个端口由STA选择作为指定端口时,在将其转换到转发状态之前,802.1D还要等待&forward delay&秒的两倍时间(默认为2x15)。在RSTP中,此情况与具有指定角色但处于阻塞状态的端口相对应。下图说明了如何逐步实现快速转换。假设在根网桥和交换机A之间创建了一条新链路。此链路上的两个端口都置于指定的阻塞状态,直到它们从对等的端口收到BPDU为止。当指定端口处于丢弃或学习状态时(并且只有在这种情况下),它才会在其发送的BPDU中设置建议位。这是根网桥的端口p0所发生的情况,如上图的步骤1所示。由于交换机A收到高级信息,它会立即识别出p1是新的根端口。然后,交换机A开始同步,以确保其所有端口均与此新信息同步。如果端口满足以下标准之一,则端口是同步的:
端口处于阻塞状态,意味着稳定拓扑中的丢弃状态。
端口是边缘端口。为了说明同步机制对不同种类端口的影响,假设交换机A上存在替代端口p2,指定的转发端口p3和边缘端口p4。请注意,p2和 p4已经满足其中一个标准。为了保持同步(请参阅上图的步骤2),交换机A仅需要阻塞端口p3并向其分配丢弃状态。既然其所有的端口都保持同步,交换机A就可以取消阻塞其新选择的根端口p1并发送协议信息以回复根网桥。(请参阅步骤3。)此消息是建议BPDU的副本,其中设置了协议位而非建议位。这可确保端口p0确切地知道它接收的协议与哪个建议对应。p0收到该协议后,它可立即转换到转发状态。这是上图的步骤4。请注意,同步之后,端口p3将继续保持指定的丢弃状态。在步骤4中,该端口所处的情况与步骤1中端口p0所处的情况完全相同。然后,它会开始向其相邻端口提出建议,并且尝试快速转换到转发状态。
由于建议协议机制不依赖任何计时器,因此其速度非常快。这种握手式的电波会快速传播到网络边缘,并在拓扑更改后快速恢复连接。
如果指定的丢弃端口在发送建议之后未收到协议,它将缓慢转换到转发状态,并退回到传统的802.1D监听学习顺序。如果远程网桥不了解RSTP BPDU,或者如果远程网桥的端口处于阻塞状态,可能会发生这种情况。
Cisco在同步机制中引入了增强功能,允许网桥在进行同步时只将其以前的根端口置于丢弃状态。有关该机制的工作原理的详细信息不属于本文档的讨论范畴。但是,可以安全地假设,该机制在大多数常见再收敛案例中调用。本文档的与802.1w的收敛部分中描述的方案非常有效,这是因为只会暂时混淆位于最终阻塞端口的路径上的端口。UplinkFastRSTP中包含的快速转换到转发状态的另一种形式类似于Cisco的UplinkFast专有生成树扩展。基本上,当网桥丢失其根端口时,它能够将其最佳替代端口直接置于转发模式(RSTP也会处理新的根端口的出现与否)。选择替代端口作为新的根端口会产生拓扑更改。802.1w拓扑更改机制会清除上游网桥的内容可寻址存储器(CAM)表中的相应条目。这就消除了对UplinkFast的虚拟多播生成进程的需要。因为RSTP 中自带UplinkFast机制并会自动启用,因此无需对该机制进行进一步配置。新的拓扑结构更改机制当802.1D网桥检测到拓扑更改时,它会使用可靠的机制首先通知根网桥。如下图所示:根网桥识别出网络拓扑更改后,它会在其发送的BPDU中设置TC标志,然后BPDU会中继到网络中的所有网桥。当网桥收到设置了TC标志位的BPDU时,它会将其桥接表老化时间降低到转发延迟秒数。这可确保相对快速地刷新过期信息。有关此过程的详细信息,请参考了解生成树协议拓扑更改。此拓扑更改机制在RSTP中进行了很深层次的再造。拓扑更改的检测及其通过网络的传播都在不断演变。拓扑更改检测在RSTP中,只有进入转发状态的非边缘端口会导致拓扑更改。这意味着连接断开将不再视为拓扑更改,这与802.1D正好相反(即,进入阻塞状态的端口不再生成TC)。当RSTP网桥检测到拓扑更改时,会发生以下操作:
如有必要,它将为其所有非边缘指定端口和根端口启动TC While计时器,计时器的值为hello-time值的两倍。
它将刷新与所有这些端口关联的MAC地址。注意:只要TC While计时器在端口上运行,从该端口发送的BPDU就都会设置TC位。当计时器处于活动状态时,根端口上也会发送BPDU。拓扑更改传播当网桥从相邻网桥收到设置了TC位的BPDU时,会发生以下操作:
它将清除其所有端口(接收拓扑更改的端口除外)上识别的MAC地址。
它将启动TC While计时器,并在其所有指定端口和根端口上发送已设置TC的BPDU(RSTP不再使用特定的TCN BPDU,除非需要通知传统网桥)。这样,TCN会快速传播到整个网络。现在,TC传播是只需一个步骤的进程。实际上,拓扑更改的发起方会将此信息传播到整个网络中(与802.1D相反,在其中只有根网桥才能如此)。此机制比802.1D等效机制更快。无需等待通知根网桥,然后针对整个网络保持拓扑更改状态长达&max age plus forward delay&秒钟。仅在几秒钟或者几倍hello-time后,整个网络(VLAN)的CAM表中的大部分条目都将刷新。此方法会导致更多潜在的临时泛洪,但另一方面它清除了阻止快速恢复连接的潜在过期信息。与802.1D的兼容性RSTP可以与传统STP协议交互操作。但是,务必注意,与传统网桥交互时,802.1w固有的快速收敛优点将会丧失。每个端口都维护一个变量,该变量定义可在对应网段上运行的协议。当端口启动时,值为三秒的迁移延迟计时器也将启动。当此计时器运行时,会锁定与端口关联的当前STP或RSTP模式。迁移延迟过期后,端口会适应与其接收的下一个BPDU对应的模式。如果端口由于收到的BPDU而更改其运行模式,则迁移延迟会重新启动。这会限制可能的模式更改频率。例如,假设上图中的网桥A和B都运行RSTP,并且指定交换机A用于该网段。此链路上引入了传统STP网桥C。由于802.1D网桥会忽略RSTP BPDU并丢弃它们,因此C认为网段中没有其他网桥,并开始发送其次要802.1D格式的BPDU。交换机A将收到这些BPDU,并在最多两倍于hello-time的秒数之后,只在该端口上将其模式更改为802.1D。结果,C现在识别出交换机A的BPDU并且接受A作为该网段的指定网桥。请注意在这个特殊情况下,如果移除网桥C,则网桥A会在该端口上以STP模式运行,即使它可以在RSTP模式下更有效地与其唯一的相邻网桥B一起工作。这是因为A无法识别出网桥C已从网段移除。对于这种特殊(少见)情况,需要用户介入,以便手动重新启动端口的协议检测。当端口处于802.1D兼容模式时,它还可以处理拓扑更改通知(TCN) BPDU以及已设置TC或TCA位的BPDU。结论RSTP(IEEE 802.1w)本身包括大多数针对802.1D生成树的Cisco专有增强功能,例如BackboneFast、UplinkFast和PortFast。RSTP 可以在正确配置的网络中实现更快的收敛,有时只需几百毫秒。如果管理员正确标识和设置了点对点链路和边缘端口,则经典的802.1D 计时器(例如转发延迟和max_age)可仅用作备份,且不是必要的。此外,如果不存在与传统网桥的交互,则计时器也不是必要的。本文出自 “平哥_Jason” 博客,请务必保留此出处http://jasonliping./5403

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