快速生成树(RSTP).pdf

快速生成树（RSTP ） 一．快速生成树的引入: 在前面讲 STP 的时候，我们介绍了当网络链路故障时，拓扑结构必定发生变化，导致生成树重新计算，但 新的配置消息要经过一定的时延才能传播到整个网络，在所有网桥收到这个拓扑变化消息之前，可能会出 现下面的情况： 1. 若旧的拓扑结构中处于转发的端口还没发现自己应该在新的拓扑结构中停止转发，则可能存在临时环 路； 2. 若旧的拓扑结构中阻塞的端口还没发现自己应该在新的拓扑结构中开始转发,则可能造成网络暂时失 去连通性 第一种情况，很可能产生网络风暴，而导致全网业务故障，为了解决这个问题，生成树协议生成了定时器 策略，通过定时器的限制和端口状态迁移有效的阻止了临时环路的形成。 STP 仅仅解决了临时环路的问题，而网络临时失去连通性并没有做任何处理，从而导致了网络发生拓扑改 变时，至少要经过 2 倍的 forward delay 时间才能恢复连通性，对于某些重要业务或对延迟敏感的业务，这 种情况是很严重的。为了解决快速收敛的问题，IEEE 引入了 RSTP 协议。 RSTP （rapid spanning tree protocol ，快速生成树协议）是一种在 STP 的基础上做了更加细致的修改与补充 从而能够弥补 STP 收敛过慢的二层协议。 是一种改革并不是一种革命性的机制，因此具有与 STP 一致的基本操作思想和选举过程。 二． RSTP 原理介绍 1. RSTP 的端口角色和端口状态 Root Port ：与 STP 中的根端口概念一致。 Designated Port ：与 STP 中的指定端口概念一致。 Alternate Port ：非根网桥上的具有根网桥次佳路径开销的端口或者说是被对端交换机发出的更优的 BPDU 抑制的端口。该端口提供了到根网桥的替代路径。 backup Port ：如果一个网段的指定网桥有多个端口连接到这一网段，其中port-id 最小的为指定端口， 其余的为备份端口（BP ）。该端口提供了指定端口的备份，即提供了到同一交换网段的冗余连通性 Edge Port ：一般指和终端相连的端口。该端口收敛时间是毫秒级的。但收到BPDU 则会放弃快速收 敛的特性进行 STP 的正常选举和收敛。对于 cisco 解决方案而言这个端口需要本地配置，即开启 portfast 特性。 2. RSTP 的端口状态： STP 端口状态之间的切换时被动等待计算器超时。而 RSTP 端口状态之间的切换时一种主动协商的过程， 且 RSTP 中端口状态数比 STP 的端口状态数要少。这些都足以保证RSTP 的收敛比 STP 的收敛要快。 3. RSTP 的BPDU 报文格式 RSTP 的BPDU 报文格式，除了协议版本由 0x00 更改为 0x02，BPDU 类型由 Ox00 更改为 0x02 之外，对 flag 标志位做了重大修改。除了 STP 协议的 TC 和 TCA 标志外，还定义了余下的 6 个标志位。 从 Flag 标志位的定义可以看出，在新的 Flag 标志位中可以反映出 BPDU 报文的端口状态和端口角色。并 增加了 agreement 和 proposal 标志位。 RSTP 正是通过 BPDU 中的建议位于回应位来进行主动协商，从而保证RSTP 协议的快速收敛。 4. RSTP 的重大改进： 1. 根端口的快速切换： 如果旧的根端口已经进入阻塞状态，而且新根端口连接的对端交换机的指定端口处于 Forwarding 状 态，则在新拓扑结构中的根端口可以立刻进入转发状态。类似与 cisco 的uplinkfast 特性。 TO TO TO TO 物理段 B 物理段 B 物理段 B 物理段 B 指定端 F F 指定端 指定端