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RSTP原理及性能测试指导书资料编码资料编码产品名称产品名称使⽤对象使⽤对象产品版本产品版本编写部门编写部门研发测试部研发测试部资料版本资料版本RSTP 性能性能测试指导书测试指导书拟制：⽇期：审核：⽇期：批准：⽇期：修订记录⽇期修订版本作者描述2008.10.10V1.0 任富强⽬录⼀、RSTP简介 (1)⼆、RSTP⼯作原理 (1)2.1 接⼝⾓⾊以及活跃拓扑 (2)2.2 快速收敛 (3)2.3 接⼝⾓⾊同步 (4)2.4 桥接协议数据单元格式以及处理 (5)2.5 处理最优BPDU 信息 (6)2.6 处理次级BPDU 信息 (6)2.7 拓扑变化 (7)三、RSTP命令⾏⼿册 (8)3.1 使能/关闭RSTP功能 (8)3.2 STP/RSTP模式切换 (8)3.3 ⽣成树桥优先级配置 (8)3.4 RSTP时间参数的配置 (9)3.5 端⼝开销和端⼝优先级配置 (10)3.6 STP和RSTP兼容模式的检查 (10)3.7 显⽰RSTP信息 (11)四、RSTP倒换性能测试指导 (11)4.1 测试设备: (11)4.2 测试环境: (11)4.3 测试说明: (12)4.3.1测试仪器配置注意事项: (12)4.3.2替换端⼝倒换性能测试: (12)4.3.3备份端⼝倒换性能测试: (12)4.4 测试结果: (13)⼀、RSTP简介⽣成树协议是⼀种⼆层管理协议,它通过有选择性地阻塞⽹络冗余链路来达到消除⽹络⼆层环路的⽬的,同时具备链路的备份功能. 它能使⼀个局域⽹中的交换机起下⾯作⽤:发现并启动局域⽹的⼀个最佳树型拓朴结构.发现故障并随之进⾏恢复,⾃动更新⽹络拓朴结构,使在任何时候都选择了可能的最佳树型结构.局域⽹的拓朴结构是根据管理员设置的⼀组⽹桥配置参数⾃动进⾏计算的.使⽤这些参数能够⽣成最好的⼀棵拓朴树.只有配置得当,才能得到最佳的⽅案.⽣成树协议和其他协议⼀样,是随着⽹络的不断发展⽽不断更新换代的. 本交换机既⽀持STP协议,也⽀持RSTP协议,遵循IEEE 802.1D和IEEE 802.1w标准.RSTP 协议完全向下兼容802.1D STP协议,除了和传统的STP协议⼀样具有避免回路、提供冗余链路的功能外,最主要的特点就是“快”.如果⼀个局域⽹内的⽹桥都⽀持RSTP 协议且管理员配置得当,⼀旦⽹络拓朴改变⽽要重新⽣成拓朴树只需要不超过1秒的时间(传统的STP需要⼤约50秒).⼆、RSTP⼯作原理本章主要介绍RSTP协议的⼯作原理.⽹桥之间通过交换BPDU(Bridge Protocol Data Units,⽹桥协议数据单元)帧来获得建⽴最佳树形拓朴结构所需要的信息.这些帧以组播地址01-80-C2-00-00-00(⼗六进制)为⽬的地址.每个BPDU 由以下这些要素组成:Root Bridge ID(本⽹桥所认为的根桥ID).Root Path cost(本⽹桥的根路径花费).Bridge ID(本⽹桥的桥ID).Port ID(发送该报⽂端⼝的ID).Message age(报⽂已存活的时间).Forward-Delay Time、Hello Time、Max-Age Time 三个协议规定的时间参数.其他⼀些诸如表⽰发现⽹络拓朴变化、本端⼝状态的标志位.当⽹桥的⼀个端⼝收到⾼优先级的BPDU(更⼩的bridge ID,更⼩的root path cost,等),就在该端⼝保存这些信息,同时向所有端⼝更新并传播信息.如果收到⽐⾃⼰低优先级的BPDU,⽹桥就丢弃该信息.这样的机制就使⾼优先级的信息在整个⽹络中传播开,BPDU 的交流就有了下⾯的结果:⽹络中选择了⼀个⽹桥为根桥(Root Bridge).除根桥外的每个⽹桥都有⼀个根⼝(Root Port),即提供最短路径到Root Bridge 的端⼝.每个⽹桥都计算出了到根桥(Root Bridge)的最短路径.每个LAN都有了指定⽹桥(Designated Bridge),位于该LAN与根桥之间的最短路径中.指定⽹桥和LAN相连的端⼝称为指定端⼝(Designated port).根⼝(Root port)和指定端⼝(Designated port)进⼊Forwarding 状态.其他不在⽣成树中的端⼝就处于Discarding 状态2.1接⼝⾓⾊以及活跃拓扑RSTP 通过指定不同的接⼝⾓⾊以及检测活跃拓扑来对提⾼⽣成树的收敛速度.RSTP 使⽤和802.1D 相同的规则根据交换机优先级选择根交换机.接下来RSTP会将接⼝指定为以下⼏种⾓⾊:Root port——根接⼝是向根交换机转发数据的最优接⼝,即到达跟交换机最近(度量最低)的接⼝.Designated port——指定接⼝是连接在指定交换机上的接⼝,指定交换机到达根交换机路径上要通过的交换机.Alternate port——替代接⼝提供对当前根接⼝的备份接⼝.Backup port——备份接⼝提供对指定接⼝的备份接⼝.备份接⼝只存在于当交换机的两个接⼝被⼀个点对点线缆连接成⼀个环路或者交换机有到⼀个共享⽹络中的多个连接时. Disabled port——在⽣成树中不担任任何⾓⾊.⼀个根接⼝或者指定接⼝作为活跃拓扑的⼀部分.⽽替代接⼝和备份接⼝不作为活跃拓扑的⼀部分.在⼀个稳定的拓扑结构以及⼀致接⼝⾓⾊的⽹络中,RSTP 保证当所有替代接⼝以及备份接⼝都在丢弃状态下时,根接⼝以及指定接⼝能够马上进⼊转发状态.接⼝状态控制着转发和学习操作.下图列出了802.1D与RSTP 的接⼝状态⽐较:2.2快速收敛RSTP提供在⽹络发⽣变化后的快速收敛特性.RSTP 定义了⼀下概念:Root ports——如果RSTP 选举了⼀个新的根接⼝,他会阻断⽼的根接⼝并且⽴即将新的根接⼝转变为转发状态.Point‐to‐point links——如果两个接⼝之间通过对对点连接相连并且本地是指定接⼝,他会与对端接⼝通过proposal‐agreement 握⼿进⾏快速协商转换,同时保证⽆环拓扑.如在下图中,交换机 A 与交换机 B 通过点对点线路连接,所有接⼝都处于阻塞状态.假设交换机 A 的优先级⼤于交换机 B 的优先级,交换机 A 向交换机 B 发送⼀个proposal 消息(proposal 位置位的配置BPDU),提议⾃⼰为制定交换机.当接收到proposal 消息后,交换机 B 将接受到消息得接⼝设置为新的根接⼝,将其他⾮边缘接⼝设置为阻塞状态,并且从新的根接⼝发回⼀个agreement 消息.在接受到交换机 B 的agreement 消息后,交换机 A ⽴即将指定接⼝转换到转发状态.因为交换机 B 将所有的⾮边缘接⼝设置为阻塞并且AB之间只有点对点连接,所以⽹络中没有环路. 当交换机C连接到交换机B的时候,会进⾏相同的⼀个协商过程.交换机C 将与交换机 B 连接的接⼝设置为根接⼝,并且⽴即转到转发状态.每⼀个交换机接⼊活跃拓扑后都会进⾏⼀次类似的协商过程.在⽹络收敛过程中,协商⼀致从根交换机进⾏到最端的交换机. 交换机通过接⼝的双⼯模式确定链路类型:全双⼯接⼝认做是点对点连接;半双⼯接⼝认为是共享连接.接⼝⾓⾊同步步2.3接⼝⾓⾊同当交换机从⼀个接⼝接收到⼀个proposal 消息并且那个接⼝被选举为根接⼝后,RSTP 强制所有其他接⼝与新的根信息进⾏同步. 当交换机的所有接⼝都与从根接⼝上接收到的根信息同步后我们说交换机同步了.交换机上每个接⼝在以下状况表⽰同步完成:接⼝在阻塞状态是⼀个边缘接⼝如果⼀个指定接⼝在转发状态并且没有被配置为⼀个边缘接⼝,那么当RSTP强制同步新的根信息的时候会转到阻塞状态.通常情况下,当RSTP强制同步根信息⽽接⼝并没有在以上状态下时,接⼝状态会变为阻塞状态.在确定所有接⼝同步之后,交换机通过根接⼝向指定交换机发送⼀个agreement 消息.当通过点对点连接的交换机之间通过协商确定接⼝⾓⾊后,RSTP⽴即将接⼝转到转发状态.下图显⽰基本流程图:2.4桥接协议数据单元格式以及处理RSTP的BPDU 格式与802.1D 的BPDU格式是相同的,除了协议版本设置为2.在版本1 中有⼀字节的数据被设置为0,表⽰版本1没有使⽤这⼀字节.下图显⽰这样字段在RSTP 中的标记含义:发送交换机设置proposal 标记在LAN 中协商⾃⼰为指定交换机.在proposal消息中的接⼝⾓⾊始终为指定接⼝.发送交换机通过设置agreement 标记来接受之前的proposal.消息中的接⼝⾓⾊始终为根接⼝. RSTP并没有使⽤⼀个不同的拓扑变化通告(TCN)BPDU.它使⽤TC(topology change)标记表⽰拓扑变化.当然,在与802.1D 交换机进⾏操作时,RSTP 还是会处理并产⽣TCN BPDU 的.2.5处理最优BPDU 信息如果⼀个接⼝接收到了⼀个更优的根信息(低的BID,低路径开销等等),RSTP 会触发⼀次重配置.如果接⼝被提议协商并且选举出⼀个新的根接⼝,RSTP强制所有其他接⼝同步.如果接收到⼀个proposal 标记置位的RSTP BPDU,那么交换机会在所有接⼝同步之后返回⼀个agreement 消息.如果接收到的是⼀个802.1D BPDU,交换机不设置proposal 标记并且启动接⼝的转发延时计时器.新的根接⼝需要两倍转发延时计时器时间转换到转发状态.2.6处理次级BPDU 信息如果⼀个指定接⼝收到⼀个次级BPDU 信息,信息中标记指定接⼝,那么他会⽴即返回其⾃⾝的信息.2.7拓扑变化本节描述RSTP与802.1D在处理⽣成树拓扑的变化时的不同点.检测——不同于802.1D当任何在转发与阻塞状态之间的转换都会引起拓扑变动,RSTP 只有在阻塞转到转发状态时才会造成拓扑变化.任何边缘接⼝的状态变化不会引起拓扑变动.当RSTP检测到拓扑变化时,他会刷新除了接受TC 信息的接⼝以外的⾮边缘接⼝的学习到的信息.通告——不同于802.1D使⽤TCN BPDU,RSTP并不适⽤TCN BPDU.当然,为了与802.1D 兼容,在收到TCN BPDU 时RSTP 同样会产⽣和处理TCN BPDU.确认——当RSTP 交换机在⼀个指定接⼝上收到⼀个802.1D 交换机发送来的TCN 消息后,会返回⼀个TCA 置位的配置BPDU.当然,如果连接到802.1D交换机的根接⼝启动了TC‐while计时器(与802.1D中的topology‐change 计时器相同)并且收到⼀个TCA置位的配置BPDU,TC‐while计时器会被重置. 这个特性只在⽀持802.1D交换机时使⽤,RSTP BPDU 本⾝不设置TCA位.传播——当RSTP 交换机从⼀个指定接⼝或者根接⼝收到⼀个TC消息后,他会从所有给边缘接⼝、指定接⼝以及根接⼝(除了接收消息的接⼝)传播出去.交换机在所有这些接⼝上启动TC‐while计时器并且刷新所有学习到的信息.协议迁移——为了向后兼容802.1D交换机,RSTP选择性地在特定接⼝上发送802.1D配置BPDU 以及TCN BPDU. 当接⼝初始化后,迁移计时器启动(控制RSTP BPDU 发送的最⼩时间间隔)并发送RSTP BPDU.当计时器激活后,交换机处理所有从接⼝上接收到的BPDU 并且忽略协议类型. 如果交换机在迁移延时计时器超时后接收到⼀个802.1D BPDU,就假设连接到⼀个802.1D 交换机并且只使⽤802.1D BPDU.然⽽,如果交换机在⼀个接⼝上使⽤802.1D BPDU 并且在计时器超时后接收到⼀个RSTP BPDU,他会重启计时器并开始在接⼝上使⽤RSTP BPDU.附加说明:想更深了解RSTP协议,请参考《CISCO-Understanding Rapid Spanning Tree Protocal.pdf》.三、RSTP命令⾏⼿册本章主要介绍RSTP相关命令.3.1 使能/关闭RSTP功能命令操作视图命令说明 rstp enable 配置视图开启全局rstp功能 rstp disable 配置视图关闭全局rstp功能 rstp port port-id enable 配置视图开启端⼝rstp功能 rstp port port-id disable配置视图关闭端⼝rstp功能注意事项:只有全局和端⼝同时开启rstp功能,才能正确进⾏⽣成树计算.3.2 STP/RSTP模式切换命令操作视图命令说明rstp forceversion version-id 配置视图配置stp/rstp模式,version-id取值0,则系统运⾏stp协议;取值为2,则系统运⾏rstp协议.默认值为2.3.3 ⽣成树桥优先级配置命令操作视图命令说明rstp bridge priority bridge-pri 配置视图配置⽣成树桥优先级,其中bridge-pri取值为16进制的0~FFFF,且取值必须是4096的整数倍.默认值是0x8000附加说明附加说明:只要开启STP/RSTP的功能,则每台交换机都有⼀个唯⼀的桥ID,桥ID是由“桥优先级＋桥MAC”组成,⽽桥ID最低的交换机可以被选举为根桥,所以设置的桥优先级的⼤⼩往往成为该交换机是否成为根桥的关键;另,如果两交换机的桥优先级值相同,则会⽐较⼆者的MAC,MAC⼩者成为根桥.3.4 RSTP时间参数的配置命令操作视图命令说明rstp hello-time hello-time 配置视图配置hello time值,hello-time取值为1s～10s,默认值是2s.rstp forward-delay forward-delay 配置视图配置forward delay值,forward-delay取值为 4s～30s,默认值是15s.rstp max-age max-age 配置视图配置max age值,max-age取值为6s～40s,默认值是20s.附加说明:HelloTime、Max Age、ForwardDelay是三个重要的定时器参数,1)HelloTime:端⼝发出BPDU消息的时间间隔.在设备初始化时,每个桥都会主动发出BPDU 消息,当⽣成数拓扑稳定后,只有根桥按照hello time设置的间隔发出BPDU,其他桥收到上游的BPDU后,才触发发送⾃⼰的BPDU.2)ForwardDelay:端⼝状态改变的时间间隔,更具体的说是端⼝listening和learning状态各⾃的时间.3)Max Age:端⼝BPDU⽼化的时间,如果超过这个时间还收不到更新BPDU,则认为该端⼝上的BPDU⽼化.3.5端⼝开销和端⼝优先级配置命令操作视图命令说明rstp port port-id path-cost path-cost 配置视图配置端⼝的路径开销,其中path-cost值为:1～200000000,rstp port port-id priority pri 配置视图配置端⼝优先级,pri的取值为16进制的0～FF附加说明:1)从根桥出发,在经过不同的交换机时,此交换机端⼝的“端⼝开销”值累加的结果就得到了“根路径开销”,根路径开销反映了某端⼝到根桥的远近,根路径开销是选举根端⼝的关键.2)根据配置消息⽐较的原则,有时也会⽐较端⼝ID,端⼝ID是由“端⼝优先级＋端⼝号”组成.当需要⽐较端⼝ID时,则端⼝ID⼩的配置消息较优,但如果端⼝优先级相同,则端⼝号⼩的配置消息较优.3.6 STP和RSTP兼容模式的检查命令操作视图命令说明rstp port port-id mcheck 配置视图此命令的作⽤是,当端⼝处于stp兼容模式时,也就是rstp协议的端⼝仍然发送stp 的报⽂,此时执⾏此命令会触发端⼝发送rstp 的报⽂.注意: 执⾏此命令不会下发配置信息.3.7 显⽰RSTP 信息命令操作视图命令说明show rstp 管理视图显⽰rstp 信息四、 RSTP 倒换性能倒换性能测试指导测试指导4.1 测试设备:测试仪1台,交换机2台,HUB1个,PC ⼀台,若⼲⽹线和光纤.4.2 测试环境:测试仪器配置注意事项::4.2.1测试仪器配置注意事项测试仪的TX端⼝配置发送数据格式,数据包⽬的MAC为RX端⼝的MAC地址,数据包⼤⼩Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端⼝倒换性能测试::4.2.2替换端⼝倒换性能测试测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开root端⼝链路,使交换机的替换(Alt)端⼝倒换成为根端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX 端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root和Desi 端⼝状态为Forward,Alt和Backup端⼝状态为Discard.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]备份端⼝倒换性能测试::4.2.3备份端⼝倒换性能测试测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开Design端⼝链路,使交换机的备份(Backup)端⼝倒换成为指定端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root 和Desi端⼝状态为Forward,Alt和Backup端⼝状态为Discard.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地⼯作,建议RSTP协议的参数采⽤默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; ForwardDelay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端⼝和备份端⼝的倒换性能的测试.其它阻塞端⼝从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.⼆层交换机RSTP倒换性能测试结果:Sicom3024EX测试结果:注:备份端⼝倒换时间为两倍的forward-delay;发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟. Sicom3048测试结果:三层交换机RSTP倒换性能测试⼀、测试设备测试仪1台,⼆层交换机2台,三层交换机⼀台,PC⼀台,若⼲⽹线.⼆、测试环境三、测试说明测试仪器配置注意事项:测试仪的TX端⼝配置发送数据格式,数据包⽬的MAC为RX端⼝的MAC地址,数据包⼤⼩Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端⼝倒换性能测试:测试仪的TX端⼝发送数据,RX端⼝接收数据,发送30s后断开SWC的root端⼝链路,使交换机的替换(Alt)端⼝倒换成为根端⼝转发数据,再经过30秒,测试仪TX端⼝停⽌发送数据,等RX端不再接收单播报⽂时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWC的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWC的RSTP信息,root和Desi端⼝状态为Forward,Alt端⼝状态为Discard/Block.)进⾏下⼀次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第⼀次(tx-rx)+…+最后⼀次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地⼯作,建议RSTP协议的参数采⽤默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; ForwardDelay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端⼝和备份端⼝的倒换性能的测试.其它阻塞端⼝从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.四、测试结果:注:发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟.(测试10组数据,3组倒换时间不到100ms,7组倒换时间在290左右,最⼩77ms,最⼤299ms)。
rstp基本原理-回复RSTP基本原理RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种用于网络中的自动冗余路径选择协议。
它的主要作用是在网络中创建一个冗余拓扑结构，以便在主链路失败时，能无缝切换到备用链路，从而确保网络的连通性不受影响。
本文将详细介绍RSTP的基本原理，包括其数据结构、BPDU协议以及状态转换过程。
一、数据结构RSTP中使用的数据结构主要包括端口状态、端口优先级和端口成本。
端口状态指示端口在RSTP状态机中的当前状态，包括指定端口、根端口、非指定端口、备用端口和禁用端口等。
端口优先级用于指定各个端口在竞争成为根端口时的优先级，优先级越高，成为根端口的机会越大。
端口成本是指从一个端口到达根端口的路径的开销，用于确定最短路径。
二、BPDU协议RSTP通过BPDU（Bridge Protocol Data Unit）协议来传递网络拓扑信息和计算路径成本。
BPDU是在网络中的交换机之间传递的一种帧格式化的数据包，其中包含了发送和接收端口的信息、链路开销以及根桥ID等重要信息。
每个交换机上的根桥ID都是全局唯一的，用来区分网络中的各个交换机。
当交换机启动RSTP协议时，它会先将自己的根桥ID设置为自己的Bridge ID，并将自己的端口状态设置为指定端口。
在网络中，交换机通过发送BPDU来传递自己的根端口、根路径和根路径成本等信息。
当一个交换机收到BPDU时，它会首先比较接收到的BPDU中的根端口编号和根路径成本，如果这些信息与当前交换机的端口状态和路径成本相比有所改进，则会更新自己的端口状态和路径成本，并继续传输更改后的BPDU。
三、状态转换过程RSTP协议定义了一组状态转换规则，用于根据接收到的BPDU更新每个端口的状态。
在任何时刻，每个端口都可以处于以下几种状态之一：指定端口、根端口、非指定端口、备用端口和禁用端口。
当一个交换机的某个端口收到一个更优的BPDU时，它会根据当前的端口状态转换规则来决定是否对端口状态进行改变。
资料编码资料编码产品名称产品名称 使用对象使用对象产品版本产品版本 编写部门编写部门 研发测试部研发测试部 资料版本资料版本RSTP 性能性能测试指导书测试指导书拟 制： 日 期： 审 核：日 期： 批 准：日 期：修订记录日期修订版本作者描述2008.10.10V1.0 任富强目录一、RSTP简介 (1)二、RSTP工作原理 (1)2.1 接口角色以及活跃拓扑 (2)2.2 快速收敛 (3)2.3 接口角色同步 (4)2.4 桥接协议数据单元格式以及处理 (5)2.5 处理最优BPDU 信息 (6)2.6 处理次级BPDU 信息 (6)2.7 拓扑变化 (7)三、RSTP命令行手册 (8)3.1 使能/关闭RSTP功能 (8)3.2 STP/RSTP模式切换 (8)3.3 生成树桥优先级配置 (8)3.4 RSTP时间参数的配置 (9)3.5 端口开销和端口优先级配置 (10)3.6 STP和RSTP兼容模式的检查 (10)3.7 显示RSTP信息 (11)四、RSTP倒换性能测试指导 (11)4.1 测试设备: (11)4.2 测试环境: (11)4.3 测试说明: (12)4.3.1测试仪器配置注意事项: (12)4.3.2替换端口倒换性能测试: (12)4.3.3备份端口倒换性能测试: (12)4.4 测试结果: (13)一、RSTP简介生成树协议是一种二层管理协议,它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的,同时具备链路的备份功能. 它能使一个局域网中的交换机起下面作用:发现并启动局域网的一个最佳树型拓朴结构.发现故障并随之进行恢复,自动更新网络拓朴结构,使在任何时候都选择了可能的最佳树型结构.局域网的拓朴结构是根据管理员设置的一组网桥配置参数自动进行计算的.使用这些参数能够生成最好的一棵拓朴树.只有配置得当,才能得到最佳的方案.生成树协议和其他协议一样,是随着网络的不断发展而不断更新换代的. 本交换机既支持STP协议,也支持RSTP协议,遵循IEEE 802.1D和IEEE 802.1w标准.RSTP 协议完全向下兼容802.1D STP协议,除了和传统的STP协议一样具有避免回路、提供冗余链路的功能外,最主要的特点就是“快”.如果一个局域网内的网桥都支持RSTP 协议且管理员配置得当,一旦网络拓朴改变而要重新生成拓朴树只需要不超过1秒的时间(传统的STP需要大约50秒).二、RSTP工作原理本章主要介绍RSTP协议的工作原理.网桥之间通过交换BPDU(Bridge Protocol Data Units,网桥协议数据单元)帧来获得建立最佳树形拓朴结构所需要的信息.这些帧以组播地址01-80-C2-00-00-00(十六进制)为目的地址.每个BPDU 由以下这些要素组成:Root Bridge ID(本网桥所认为的根桥ID).Root Path cost(本网桥的根路径花费).Bridge ID(本网桥的桥ID).Port ID(发送该报文端口的ID).Message age(报文已存活的时间).Forward-Delay Time、Hello Time、Max-Age Time 三个协议规定的时间参数.其他一些诸如表示发现网络拓朴变化、本端口状态的标志位.当网桥的一个端口收到高优先级的BPDU(更小的bridge ID,更小的root path cost,等),就在该端口保存这些信息,同时向所有端口更新并传播信息.如果收到比自己低优先级的BPDU,网桥就丢弃该信息.这样的机制就使高优先级的信息在整个网络中传播开,BPDU 的交流就有了下面的结果:网络中选择了一个网桥为根桥(Root Bridge).除根桥外的每个网桥都有一个根口(Root Port),即提供最短路径到Root Bridge 的端口.每个网桥都计算出了到根桥(Root Bridge)的最短路径.每个LAN都有了指定网桥(Designated Bridge),位于该LAN与根桥之间的最短路径中.指定网桥和LAN相连的端口称为指定端口(Designated port).根口(Root port)和指定端口(Designated port)进入Forwarding 状态.其他不在生成树中的端口就处于Discarding 状态2.1接口角色以及活跃拓扑RSTP 通过指定不同的接口角色以及检测活跃拓扑来对提高生成树的收敛速度.RSTP 使用和802.1D 相同的规则根据交换机优先级选择根交换机.接下来RSTP会将接口指定为以下几种角色:Root port——根接口是向根交换机转发数据的最优接口,即到达跟交换机最近(度量最低)的接口.Designated port——指定接口是连接在指定交换机上的接口,指定交换机到达根交换机路径上要通过的交换机.Alternate port——替代接口提供对当前根接口的备份接口.Backup port——备份接口提供对指定接口的备份接口.备份接口只存在于当交换机的两个接口被一个点对点线缆连接成一个环路或者交换机有到一个共享网络中的多个连接时. Disabled port——在生成树中不担任任何角色.一个根接口或者指定接口作为活跃拓扑的一部分.而替代接口和备份接口不作为活跃拓扑的一部分.在一个稳定的拓扑结构以及一致接口角色的网络中,RSTP 保证当所有替代接口以及备份接口都在丢弃状态下时,根接口以及指定接口能够马上进入转发状态.接口状态控制着转发和学习操作.下图列出了802.1D与RSTP 的接口状态比较:2.2快速收敛RSTP提供在网络发生变化后的快速收敛特性.RSTP 定义了一下概念:Root ports——如果RSTP 选举了一个新的根接口,他会阻断老的根接口并且立即将新的根接口转变为转发状态.Point‐to‐point links——如果两个接口之间通过对对点连接相连并且本地是指定接口,他会与对端接口通过proposal‐agreement 握手进行快速协商转换,同时保证无环拓扑.如在下图中,交换机 A 与交换机 B 通过点对点线路连接,所有接口都处于阻塞状态.假设交换机 A 的优先级大于交换机 B 的优先级,交换机 A 向交换机 B 发送一个proposal 消息(proposal 位置位的配置BPDU),提议自己为制定交换机.当接收到proposal 消息后,交换机 B 将接受到消息得接口设置为新的根接口,将其他非边缘接口设置为阻塞状态,并且从新的根接口发回一个agreement 消息.在接受到交换机 B 的agreement 消息后,交换机 A 立即将指定接口转换到转发状态.因为交换机 B 将所有的非边缘接口设置为阻塞并且AB之间只有点对点连接,所以网络中没有环路. 当交换机C连接到交换机B的时候,会进行相同的一个协商过程.交换机C 将与交换机 B 连接的接口设置为根接口,并且立即转到转发状态.每一个交换机接入活跃拓扑后都会进行一次类似的协商过程.在网络收敛过程中,协商一致从根交换机进行到最端的交换机. 交换机通过接口的双工模式确定链路类型:全双工接口认做是点对点连接;半双工接口认为是共享连接.接口角色同步步2.3接口角色同当交换机从一个接口接收到一个proposal 消息并且那个接口被选举为根接口后,RSTP 强制所有其他接口与新的根信息进行同步. 当交换机的所有接口都与从根接口上接收到的根信息同步后我们说交换机同步了.交换机上每个接口在以下状况表示同步完成:接口在阻塞状态是一个边缘接口如果一个指定接口在转发状态并且没有被配置为一个边缘接口,那么当RSTP强制同步新的根信息的时候会转到阻塞状态.通常情况下,当RSTP强制同步根信息而接口并没有在以上状态下时,接口状态会变为阻塞状态.在确定所有接口同步之后,交换机通过根接口向指定交换机发送一个agreement 消息.当通过点对点连接的交换机之间通过协商确定接口角色后,RSTP立即将接口转到转发状态.下图显示基本流程图:2.4桥接协议数据单元格式以及处理RSTP的BPDU 格式与802.1D 的BPDU格式是相同的,除了协议版本设置为2.在版本1 中有一字节的数据被设置为0,表示版本1 没有使用这一字节.下图显示这样字段在RSTP 中的标记含义:发送交换机设置proposal 标记在LAN 中协商自己为指定交换机.在proposal消息中的接口角色始终为指定接口.发送交换机通过设置agreement 标记来接受之前的proposal.消息中的接口角色始终为根接口. RSTP并没有使用一个不同的拓扑变化通告(TCN)BPDU.它使用TC(topology change)标记表示拓扑变化.当然,在与802.1D 交换机进行操作时,RSTP 还是会处理并产生TCN BPDU 的.2.5处理最优BPDU 信息如果一个接口接收到了一个更优的根信息(低的BID,低路径开销等等),RSTP 会触发一次重配置.如果接口被提议协商并且选举出一个新的根接口,RSTP强制所有其他接口同步.如果接收到一个proposal 标记置位的RSTP BPDU,那么交换机会在所有接口同步之后返回一个agreement 消息.如果接收到的是一个802.1D BPDU,交换机不设置proposal 标记并且启动接口的转发延时计时器.新的根接口需要两倍转发延时计时器时间转换到转发状态.2.6处理次级BPDU 信息如果一个指定接口收到一个次级BPDU 信息,信息中标记指定接口,那么他会立即返回其自身的信息.2.7拓扑变化本节描述RSTP与802.1D在处理生成树拓扑的变化时的不同点.检测——不同于802.1D当任何在转发与阻塞状态之间的转换都会引起拓扑变动,RSTP 只有在阻塞转到转发状态时才会造成拓扑变化.任何边缘接口的状态变化不会引起拓扑变动.当RSTP检测到拓扑变化时,他会刷新除了接受TC 信息的接口以外的非边缘接口的学习到的信息.通告——不同于802.1D使用TCN BPDU,RSTP并不适用TCN BPDU.当然,为了与802.1D 兼容,在收到TCN BPDU 时RSTP 同样会产生和处理TCN BPDU.确认——当RSTP 交换机在一个指定接口上收到一个802.1D 交换机发送来的TCN 消息后,会返回一个TCA 置位的配置BPDU.当然,如果连接到802.1D交换机的根接口启动了TC‐while计时器(与802.1D中的topology‐change 计时器相同)并且收到一个TCA置位的配置BPDU,TC‐while计时器会被重置. 这个特性只在支持802.1D交换机时使用,RSTP BPDU 本身不设置TCA位.传播——当RSTP 交换机从一个指定接口或者根接口收到一个TC消息后,他会从所有给边缘接口、指定接口以及根接口(除了接收消息的接口)传播出去.交换机在所有这些接口上启动TC‐while计时器并且刷新所有学习到的信息.协议迁移——为了向后兼容802.1D交换机,RSTP选择性地在特定接口上发送802.1D配置BPDU 以及TCN BPDU. 当接口初始化后,迁移计时器启动(控制RSTP BPDU 发送的最小时间间隔)并发送RSTP BPDU.当计时器激活后,交换机处理所有从接口上接收到的BPDU 并且忽略协议类型. 如果交换机在迁移延时计时器超时后接收到一个802.1D BPDU,就假设连接到一个802.1D交换机并且只使用802.1D BPDU.然而,如果交换机在一个接口上使用802.1D BPDU 并且在计时器超时后接收到一个RSTP BPDU,他会重启计时器并开始在接口上使用RSTP BPDU.附加说明:想更深了解RSTP协议,请参考《CISCO-Understanding Rapid Spanning Tree Protocal.pdf》.三、RSTP命令行手册本章主要介绍RSTP相关命令.3.1 使能/关闭RSTP功能命令 操作视图 命令说明 rstp enable 配置视图 开启全局rstp功能 rstp disable 配置视图 关闭全局rstp功能 rstp port port-id enable 配置视图 开启端口rstp功能 rstp port port-id disable配置视图 关闭端口rstp功能注意事项:只有全局和端口同时开启rstp功能,才能正确进行生成树计算.3.2 STP/RSTP模式切换命令 操作视图 命令说明rstp forceversion version-id 配置视图 配置stp/rstp模式,version-id取值0,则系统运行stp协议;取值为2,则系统运行rstp协议.默认值为2.3.3 生成树桥优先级配置命令 操作视图 命令说明rstp bridge priority bridge-pri 配置视图 配置生成树桥优先级,其中bridge-pri取值为16进制的0~FFFF,且取值必须是4096的整数倍.默认值是0x8000附加说明附加说明:只要开启STP/RSTP的功能,则每台交换机都有一个唯一的桥ID,桥ID是由“桥优先级＋桥MAC”组成,而桥ID最低的交换机可以被选举为根桥,所以设置的桥优先级的大小往往成为该交换机是否成为根桥的关键;另,如果两交换机的桥优先级值相同,则会比较二者的MAC,MAC小者成为根桥.3.4 RSTP时间参数的配置命令 操作视图 命令说明rstp hello-time hello-time 配置视图 配置hello time值,hello-time取值为1s～10s,默认值是2s.rstp forward-delay forward-delay 配置视图 配置forward delay值,forward-delay取值为 4s～30s,默认值是15s.rstp max-age max-age 配置视图 配置max age值,max-age取值为6s～40s,默认值是20s.附加说明:HelloTime、Max Age、ForwardDelay是三个重要的定时器参数,1)HelloTime:端口发出BPDU消息的时间间隔.在设备初始化时,每个桥都会主动发出BPDU 消息,当生成数拓扑稳定后,只有根桥按照hello time设置的间隔发出BPDU,其他桥收到上游的BPDU后,才触发发送自己的BPDU.2)ForwardDelay:端口状态改变的时间间隔,更具体的说是端口listening和learning状态各自的时间.3)Max Age:端口BPDU老化的时间,如果超过这个时间还收不到更新BPDU,则认为该端口上的BPDU老化.3.5端口开销和端口优先级配置命令 操作视图 命令说明rstp port port-id path-cost path-cost 配置视图 配置端口的路径开销,其中path-cost值为:1～200000000,rstp port port-id priority pri 配置视图 配置端口优先级,pri的取值为16进制的0～FF附加说明:1)从根桥出发,在经过不同的交换机时,此交换机端口的“端口开销”值累加的结果就得到了“根路径开销”,根路径开销反映了某端口到根桥的远近,根路径开销是选举根端口的关键.2)根据配置消息比较的原则,有时也会比较端口ID,端口ID是由“端口优先级＋端口号”组成.当需要比较端口ID时,则端口ID小的配置消息较优,但如果端口优先级相同,则端口号小的配置消息较优.3.6 STP和RSTP兼容模式的检查命令 操作视图 命令说明rstp port port-id mcheck 配置视图 此命令的作用是,当端口处于stp兼容模式时,也就是rstp协议的端口仍然发送stp 的报文,此时执行此命令会触发端口发送rstp 的报文.注意: 执行此命令不会下发配置信息.3.7 显示RSTP 信息 命令 操作视图 命令说明show rstp 管理视图 显示rstp 信息四、 RSTP 倒换性能倒换性能测试指导测试指导4.1 测试设备:测试仪1台,交换机2台,HUB1个,PC 一台,若干网线和光纤.4.2 测试环境:测试仪器配置注意事项::4.2.1测试仪器配置注意事项测试仪的TX端口配置发送数据格式,数据包目的MAC为RX端口的MAC地址,数据包大小Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端口倒换性能测试::4.2.2替换端口倒换性能测试测试仪的TX端口发送数据,RX端口接收数据,发送30s后断开root端口链路,使交换机的替换(Alt)端口倒换成为根端口转发数据,再经过30秒,测试仪TX端口停止发送数据,等RX 端不再接收单播报文时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root和Desi 端口状态为Forward,Alt和Backup端口状态为Discard.)进行下一次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第一次(tx-rx)+…+最后一次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]备份端口倒换性能测试::4.2.3备份端口倒换性能测试测试仪的TX端口发送数据,RX端口接收数据,发送30s后断开Design端口链路,使交换机的备份(Backup)端口倒换成为指定端口转发数据,再经过30秒,测试仪TX端口停止发送数据,等RX端不再接收单播报文时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWB的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWB的RSTP信息,root 和Desi端口状态为Forward,Alt和Backup端口状态为Discard.)进行下一次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第一次(tx-rx)+…+最后一次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地工作,建议RSTP协议的参数采用默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; Forward Delay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端口和备份端口的倒换性能的测试.其它阻塞端口从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.二层交换机RSTP倒换性能测试结果:Sicom3024EX测试结果:注:备份端口倒换时间为两倍的forward-delay;发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟. Sicom3048测试结果:三层交换机RSTP倒换性能测试一、测试设备测试仪1台,二层交换机2台,三层交换机一台,PC一台,若干网线.二、测试环境三、测试说明测试仪器配置注意事项:测试仪的TX端口配置发送数据格式,数据包目的MAC为RX端口的MAC地址,数据包大小Fixed,发送速率10000pkt/s(发送速率必须保证在链路不倒换的情况下,接收端不丢包,即TX端发送的包个数等于RX端接收到的包个数).替换端口倒换性能测试:测试仪的TX端口发送数据,RX端口接收数据,发送30s后断开SWC的root端口链路,使交换机的替换(Alt)端口倒换成为根端口转发数据,再经过30秒,测试仪TX端口停止发送数据,等RX端不再接收单播报文时,开始记录TX端发送的包个数rx和RX端接收到的包个数rx.然后恢复链路,等交换机SWC的RSTP协议稳定后(即查看交换机SWC的RSTP信息,root和Desi端口状态为Forward,Alt端口状态为Discard/Block.)进行下一次测试,最后统计数据计算平均值(单位ms).[第一次(tx-rx)+…+最后一次(tx-rx)]*1000/[测试次数*每秒钟发包速率]注:为了使协议能够正常和更好地工作,建议RSTP协议的参数采用默认值,即(Max -Age:20s; Hello Time:2s; Forward Delay:15s),RSTP协议性能测试主要是替换端口和备份端口的倒换性能的测试.其它阻塞端口从阻塞到转发都需要两倍的forward-delay延迟时间.因此没有任何测试意义.四、测试结果:注:发送包速率:10000pkt/s,测试时间1分钟.(测试10组数据,3组倒换时间不到100ms,7组倒换时间在290左右,最小77ms,最大299ms)。
快速生成树协议（RSTP）目录1.RSTP定义 (1)2.STP技术原理 (1)3.端口状态 (1)4.RSTP的P/A机制 (4)5.RSTP相对于STP的改进 (4)RSTP（生成树协议）1. RSTP定义快速生成树协议（rapid spanning Tree Protocol IEEE802.1w）是由生成树协议（STP IEEE802.1d）发展而来，该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）和备份端口类型。
2. STP技术原理RSTP是从STP发展而来，其实现基本思想与STP一致，但它更进一步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。
或者是网桥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，但握手次数会受到网络直径的限制。
功能介绍生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”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备份连接的可能，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。
3. 端口状态（1）STP（802.1d）端口状态STP定义了的5种端口状态：阻塞blocking、监听listening、学习learning、转发forwarding、关闭(disable)。
rstp 协议原理rstp协议原理引言RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是一种用于局域网中生成树算法的协议，它的出现解决了STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）的收敛速度慢的问题，提高了网络的可用性和可靠性。
本文将介绍RSTP协议的原理和工作机制。
一、STP协议的问题STP协议是一种用于防止网络环路产生的协议，通过生成树算法选举出一条主路径，并将其他冗余路径进行阻塞。
然而，STP协议在网络拓扑发生变化时，需要重新计算生成树，这个过程称为收敛。
STP协议的收敛速度较慢，可能需要数十秒甚至几分钟的时间，这会导致网络中断和数据丢失。
二、RSTP协议的改进为了提高STP协议的收敛速度，RSTP协议引入了以下几个改进：1. 状态机RSTP协议引入了端口状态机，将端口的状态划分为以下几种：指定端口、根端口、备选端口、替代端口等。
每个端口在不同状态下具有不同的功能和行为，从而加快了生成树的收敛速度。
2. 端口类型RSTP协议定义了三种端口类型：根端口、指定端口和替代端口。
根端口是与根桥相连的端口，指定端口是与非根桥相连的端口，替代端口是在多个备选端口中选出的备份端口。
通过合理配置端口类型，可以提高生成树的收敛速度。
3. 快速收敛机制RSTP协议引入了快速收敛机制，通过在端口状态变化时发送BPDU （Bridge Protocol Data Unit）消息，快速通知网络中的其他设备，从而加快网络的收敛速度。
此外，RSTP协议还支持BPDU的代理转发功能，减少了网络中BPDU消息的传输量，提高了网络的可用性。
4. 端口优先级RSTP协议引入了端口优先级的概念，通过调整端口的优先级，可以控制生成树中的主路径，从而提高网络的负载均衡性和可靠性。
三、RSTP协议的工作流程RSTP协议的工作流程可以概括为以下几个步骤：1. 桥选举RSTP协议通过比较桥的优先级和MAC地址来选举出一台根桥，其他桥将成为非根桥。
rstp 协议原理RSTP协议原理RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是一种用于构建网络拓扑的协议，它是STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）的改进版本。
RSTP协议通过快速收敛的方式，提供了更快的网络恢复速度和更高的网络可靠性。
RSTP协议的主要原理是通过端口状态的变化来实现快速收敛。
在STP中，当网络拓扑发生变化时，需要等待一段时间（通常为30秒）才能完成重新计算生成树。
而RSTP协议引入了端口状态的概念，将端口分为指定端口（Designated Port）、根端口（Root Port）、非指定端口（Non-Designated Port）等几种状态，从而实现了更快的收敛。
RSTP协议的工作原理如下：1.选举根桥：网络中的所有交换机首先通过比较桥优先级和桥MAC 地址来选举出一个根桥。
选举规则是优先级越低、MAC地址越小的交换机越有可能成为根桥。
2.选举根端口：每个交换机都通过比较到达根桥的路径成本来选举根端口。
路径成本是根据链路带宽计算得出的，带宽越大，路径成本越低，优先级越高。
选举规则是路径成本越低的端口越有可能成为根端口。
3.选举指定端口：在每个交换机上，除了根端口外，还会选举出一个或多个指定端口。
指定端口是指与根桥相连的最短路径上的端口。
选举规则是路径成本越低的端口越有可能成为指定端口。
4.选举非指定端口：在每个交换机上，除了根端口和指定端口外，剩下的端口都被称为非指定端口。
非指定端口是指与根桥相连的非最短路径上的端口。
非指定端口的存在是为了避免网络出现环路。
5.端口状态转换：当网络中的拓扑发生变化时，RSTP协议会根据端口的状态进行相应的转换。
当一个端口的状态发生变化时，RSTP协议会通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来通知其他交换机。
其他交换机收到BPDU消息后，会根据收到的信息更新自己的端口状态，从而实现快速收敛。
rstp基本原理RTSP（实时流传输协议）是一种用于在计算机网络上进行实时流媒体传输的协议。
它允许客户端与服务器进行通信，从而控制和传输实时音频或视频流。
本文将详细介绍RTSP的基本原理，包括其工作原理、特点以及应用领域等方面。
一、什么是RTSP?RTSP是一种客户端/服务器协议，用于在计算机网络上进行实时数据流的控制和传输。
它基于客户端-服务器模型，客户端针对流媒体服务器发起请求，获取媒体数据，并控制播放器的行为，如播放、暂停、停止等。
RTSP可以与其他流媒体传输协议（如RTP，RTCP）一起使用，以实现流媒体的传输和控制。
二、RTSP的工作原理1. 建立连接阶段在RTSP的建立连接阶段，客户端和服务器之间通过使用TCP或UDP协议来建立连接。
客户端向服务器发送RTSP控制命令，并提供一些必要的信息，如请求的URL、媒体类型、传输协议等。
服务器根据客户端的请求返回响应，如状态码、媒体信息等。
2. 控制流阶段在RTSP的控制流阶段，客户端通过发送RTSP控制命令来控制媒体播放器的行为。
这些命令包括播放、暂停、停止、快进、快退等。
服务器根据接收到的命令来控制媒体播放器的行为，并向客户端返回响应。
3. 传输阶段在RTSP的传输阶段，实际的媒体流通过RTP（实时传输协议）和RTCP （实时传输控制协议）来传输。
RTP负责传输媒体数据包，而RTCP则用于控制传输过程和提供媒体流的统计信息。
它们通过一些协商和交换的机制实现流媒体数据的传输和接收。
三、RTSP的特点1. 实时性RTSP是一种实时的传输协议，可以在实时性要求较高的应用领域中使用。
与HTTP协议相比，RTSP具有更低的延迟和更好的传输效率，适用于音视频直播、视频会议等实时流媒体应用场景。
2. 灵活性RTSP协议具有很高的灵活性，可以与其他流媒体传输协议（如RTP、RTCP）一起使用，以实现流媒体的传输和控制。
它可以通过命令来控制媒体播放器的行为，也可以提供媒体流的统计信息，以便进行流媒体的监控和管理。
rstp和mstp配置实验原理RSTP和MSTP都是生成树协议，分别对应于局域网和城域网。
它们的主要区别在于RSTP是STP的改进型，而MSTP则兼容STP和RSTP，并通过对多个实例的生成树的运行来实现业务流量和用户流量的隔离，以及在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。
RSTP的配置实验原理如下：1.RSTP的运作方式与STP类似，但在运作方式上有所改进。
它通过比较每个交换机的BID来选举根交换机，BID越小越好。
2.RSTP的端口角色选举规则是首先比较端口到根交换机的开销，越小越好；开销一样，比较端口所在的交换机的BID，越小越好；若BID一样，比较端口的PID，越小越好。
3.在RSTP中，每个非根交换机上，有且只有一个距离根交换机最近的端口；每个链路上，有且只有一个距离根网桥最近的端口。
4.RSTP通过阻塞一些端口来逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生。
当主线路故障时，阻塞接口被激活；主线路恢复时，备份线路再次阻塞。
而MSTP的配置实验原理如下：1.MSTP通过多实例能实现对业务流量和用户流量的隔离，同时还提供了数据转发的多个冗余路径。
在MSTP中，可以将若干个VLAN映射到一个实例（instance），MSTP将为每个instance运行一颗生成树。
2.MSTP可以基于instance设置优先级、端口路径开销等参数。
3.MSTP将VLAN根据不同的划分位集中实例，每个实例对应不同的生成树，所以可以实现数据流量的负载均衡，同时也解决了因VLAN过多而引起的资源占用过大的问题。
总的来说，RSTP和MSTP都是为了解决网络中的环路问题，通过阻塞一些端口来防止广播风暴的产生。
同时，MSTP还通过将不同的VLAN映射到不同的实例中，实现了数据流量的负载均衡和资源的有效利用。
生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理生成树协议STP和快速生成树协议RSTP：生成树协议的由来：由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问，系统瘫痪，因此在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题，但是------这样做的好处是：减少单点故障，增加网络可靠性；缺点是：产生交换环路，会导致广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动。
因此生成树协议是为了提供冗余链路，解决环路问题（作用）。
生成树协议的原理：使冗余端口置于“阻塞状态”；网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；当原本的链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠。
实验目的：使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等实验拓扑：配置过程：（此实验需要先配置再连线，只能在真实机上做）生成树协议STP：1.开启生成树协议：（A和B同）switchA#configure terminal 进入全局配置模式switchA(config)#spanning-tree 开启生成树协议2.设置生成树模式：（A和B同）switchA(config)#spanning-treemode stp ！设置生成树模式为STP（802.1D）验证测试：验证生成树协议模式为802.1D3.验证生成树协议已经开启：（A和B同）switchA#showspanning-tree ！显示交换机生成树的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/1 ！显示交换机接口fastethernet0/1的状态switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/2 ！显示交换机接口fastethernet0/2的状态4.测试结果：C:\Users\pdsu>ping -t192.168.10.1正在Ping192.168.10.1 具有32 字节的数据:请求超时。
rstp的收敛机制RSTP的收敛机制引言：在计算机网络中，RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是一种用于构建环路无环的网络拓扑的协议。
它能够快速检测网络中的链路故障，并迅速重新计算出新的最优路径，以保证数据的正常传输。
本文将介绍RSTP的收敛机制，包括其基本原理、收敛的过程和相关的优化技术。
一、基本原理RSTP的收敛机制是通过将网络划分为多个区域（Region）来实现的。
每个区域内都有一个根桥（Root Bridge）负责转发数据，其他的桥（Bridge）则作为备份桥存在。
当一条链路发生故障时，备份桥会迅速接替根桥的角色，以保证数据的正常传输。
二、收敛的过程1. 监听状态（Listening State）在网络中，每个桥都会发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来与其他桥进行通信。
当一条链路发生故障时，故障的桥会将其端口状态从“指定端口”（Designated Port）切换到“监听状态”。
在监听状态下，桥将不再转发数据，同时继续接收其他桥发送的BPDU消息。
2. 学习状态（Learning State）在监听状态下，桥会继续接收BPDU消息，并从中学习到网络的拓扑信息。
学习状态下的桥不会转发数据，但会将学习到的拓扑信息存储在转发表中，以备用。
3. 阻塞状态（Blocking State）当桥从学习状态过渡到阻塞状态时，它将停止接收BPDU消息，并开始等待一段时间（Forward Delay），以确保其他桥已经完成了状态转移。
在阻塞状态下，桥不会转发数据，但仍会接收其他桥发送的BPDU消息。
4. 转发状态（Forwarding State）在阻塞状态结束后，桥将进入转发状态。
在转发状态下，桥会将数据转发到适当的端口，以保证数据能够正常传输。
此时，网络已经完成了收敛，数据可以按照最优路径进行传输。
三、优化技术为了进一步提高RSTP的收敛速度，人们提出了一些优化技术，包括端口优先级、边缘端口和快速收敛等。
RSTP快速⽣成树协议之（四）：RSTP的保护功能RSTP快速⽣成树协议之（四）RSTP的保护功能 在上⼀个笔记中，我介绍了RSTP对于STP做出了哪些改进。
这⼀节笔记，我们继续学习RSTP的保护功能，了解RSTP在对待可能的⿊客攻击时，提供了哪些安全防御措施。
BPDU保护 （1）攻击原理 RSTP为了减少不必要的拓扑收敛，可以通过配置指定边缘端⼝（edge port），通过边缘端⼝连接的设备可以不参与RSTP收敛，⽽直接将状态转为转发（Forwarding）状态。
若边缘端⼝在收到BPDU后，会丧失边缘端⼝的属性，⽽重新加⼊到⽣成树计算中。
（2）攻击⽅式 如下图所⽰，SWB配置了边缘端⼝（图中红⾊点处），这样就⽆须参与STP⽣成树计算。
假设有⼀名⿊客，在边缘端⼝处接⼊了⼀台运⾏⽣成树协议的交换机，此交换机向SWB发送RST BPDU报⽂，SWB从边缘端⼝收到BPDU报⽂后，会⾃动将该端⼝设置成⾮边缘端⼝，并重新进⾏⽣成树计算。
也引起整个⽹络其他交换机也进⾏拓扑变更，致使⽹络震荡。
从⽽达到攻击者的⽬的。
（3）防御措施--BPDU保护 针对这种攻击⽅式，RSTP提供可配置的BPDU保护功能。
配置BPDU保护后，若边缘端⼝收到BPDU报⽂，交换机将会⽴即关闭该端⼝，直到管理员⼈⼯重新打开端⼝。
这样就可以有效的防⽌⽹络发⽣震荡。
根保护 （1）攻击原理 当⼀台根交换机从指定端⼝收到桥优先级⽐它⾼的BPDU报⽂时，会认为⽹络拓扑发⽣了改变，并放弃⾃⼰的根桥地位，转⽽去转发这个优先级⽐它⾼的BPDU报⽂。
这样⽹络结构也会跟着变动。
但是，如果这个优先级⾼的BPDU是来⾃⼀台属于⿊客的交换机呢？这样，该⿊客的交换机就会成为RSTP⽹络的根桥，⽹络内的所有交换机都必须经过该⿊客的交换机才能进⾏转发，这⽆疑达到了⿊客窃取数据的⽬的。
（2）攻击⽅式 如下图所⽰，RSTP⽹络中SWA为根桥。
此时有⼀名⿊客，将⾃⼰的交换机通过SWC接⼊到⽹络中。
Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置精品管理制度、管理方案、合同、协议、一起学习进步实验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STP。
STP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一样。
STP协议：能够解决环路问题缺点：网络拓扑收敛较慢，影响了用户通信质量若网络中的拓扑结构频繁变化，网络也会频繁失去连通性，导致用户通信频繁中断解决：RSTP（快速生成树协议）：协议更清晰，规范，实现了二层网络拓扑的快速收敛IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了RSTPSTP的不足：1.设备运行STP初始化到完成收敛至少30s（需经过两个forward delay（15s）；避免临时环路）2.交换机有BP端口，RP端口down掉场景（BP变成新的RP，经过2个Forward Delay进入转发状态；为确保拓扑变化信息已经扩散到全网，且所有设备都已完成拓扑更新）3.交换机无BP端口，RP端口down掉场景（BP端口收到次优BPDU不做处理，等待端口缓存的更优的BPDU老化超时（20s）重新进入收敛，等待2个Forward Delay（30s）进入转发状态）4.运行STP的交换机连接用户终端的场景（交换机连接终端的链路进入转发需要经过30s）5.STP的拓扑变更机制（先由变更点朝根桥方向发送TCN消息，收到该消息的上游交换机就会回复TCA消息进行确认；最后TCN消息到达根桥后，再由根桥发送TC消息通知设备删除桥MAC地址表项，机制复杂，效率低下）6.端口角色（RP端口down后，还需要从其他三个端口中重新选举且需等待计时器超时后才能进入转发）7.端口状态RSTP的改进：端口角色的重新划分：新增：备份端口（Backup Port）：作为指定端口的备份，提供了另外一条从根节点到叶子节点的无环备份路径预备端口（Alternate Port）：从指定桥到根桥的另一条无环可达路径，作为根端口的代替端口端口角色：根端口(DP)、指定端口(RP)、备份端口(BP)、预备端口(AP)、边缘端口（EP）针对问题一：P/A机制：使一个指定端口尽快进入Forwarding状态特点：由于有来回确认机制和同步变量机制，就无需依靠计时器来保障无环RSTP选举原理和STP本质上相同：选举根交换机-选举非根交换机上的根端口-选举指定端口-选举预备端口和备份端口。
rstp工作原理宝子们！今天咱们来唠唠这个RSTP（快速生成树协议）的工作原理。
这RSTP 啊，就像是网络世界里的交通警察，指挥着数据流量的来来往往呢。
咱先得知道，在一个网络环境里，要是没有个好的管理机制，那网络设备之间的数据传输就会乱成一锅粥。
比如说，可能会有网络环路的出现。
这环路啊，就好比你在一个迷宫里，不停地绕圈子，数据在网络里也这样绕来绕去，不仅浪费资源，还可能让整个网络崩溃掉。
这时候呢，RSTP就闪亮登场啦。
RSTP主要是在交换机之间发挥作用的。
交换机就像是一个个小的物流中心，负责把数据从一个端口送到另一个端口。
RSTP要做的呢，就是确定网络的拓扑结构。
它就像一个超级侦探，到处去探查哪些端口是连接到其他交换机的，哪些端口是直接连着终端设备的，像咱们的电脑啊、打印机之类的。
RSTP有不同的端口角色哦。
有一种叫根端口，这个根端口啊，就像是每个交换机通向网络核心的VIP通道。
它是这个交换机到根桥（可以理解为网络的中心老大）的最优路径。
怎么确定是最优路径呢？这里面就有很多考量啦，比如说路径成本、端口的优先级之类的。
就好比咱们去一个地方，会选择又近又好走的路一样。
还有指定端口呢。
指定端口就像是每个网段的代表，负责把这个网段的数据发送出去。
它就像一个小队长，告诉大家这个网段的数据该怎么出去。
而那些既不是根端口也不是指定端口的呢，就被叫做替代端口或者备份端口啦。
它们就像是候补队员，在主力队员（根端口和指定端口）出问题的时候，就可以马上顶上。
那RSTP是怎么快速反应的呢？这就是它的厉害之处啦。
当网络拓扑发生变化的时候，比如说有个交换机坏了，或者有新的交换机加入了网络。
RSTP可不会慢吞吞的。
它就像一个灵敏的小机灵鬼，马上就能察觉到这种变化。
然后呢，它就开始调整端口的状态。
原本是转发数据的端口可能会变成阻塞状态，而一些备用的端口可能就会快速切换成转发状态，就像接力赛一样，一棒接一棒，确保数据的传输不会中断。
rstp原理
RSTP原理
RSTP，即快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol），是新一代的生成树协议，是基于STP的改进版本。
RSTP可以在网络发生拓扑变化的情况下，快速收敛生成树，使网络快速恢复正常运行状态，提高网络可靠性和容错性。
RSTP工作原理
RSTP通过减少BPDU传递次数和端口状态转移次数，实现了快速生成树的目的。
在RSTP中，根交换机将BPDU 通过多个端口发送出去，以便让下游交换机能够了解到拓扑变化的信息。
当一个交换机收到BPDU时，它将检查源MAC地址来确定发送BPDU的交换机，根据BPDU中的信息，将BPDU向下传递或忽略。
在STP中，交换机选举根交换机的时间比较长，可能需要数十秒钟。
而在RSTP中，交换机不需要等待完整的BPDU生成树的构建，而是根据BPDU的优先级和MAC地址进行快速选主。
同时，当一个交换机与根交换机的连接断开时，它能够立即从变为指定端口或非根端口，而不需要等待协议计时器过期。
这样，当交换机出现故障或拓扑变化时，STP需要较长的时间来重新计算生成树，而RSTP通过
快速选主和转移端口的方式，实现了更快的收敛时间，从而提高了网络可靠性和效率。
RSTP中的端口状态
在RSTP中，端口状态分为以下几种：
• Disabled（禁止状态）：端口已被禁用，不会进行转发。
• Blocking（阻塞状态）：端口会接收BPDU，但不会转发数据包。
• Listening（监听状态）：端口会接收BPDU，等待STP计时器完成后，进入学习状态。
• Learning（学习状态）：端口进入学习状态后，开始学习VLAN和MAC地址，但不会转发数据包。
• Forwarding（转发状态）：端口可以正常转发数据包。
当拓扑发生变化时，会出现端口状态的变化。
例如，如果一个端口从Forwarding状态变为Blocking状态，说明树中的一些链路关闭，需要重新计算生成树路径。
此时，交换机会通过发送新的BPDU来通知其他交换机，并在新的树中重新选择主交换机。
RSTP的配置方法
在配置RSTP时，需要按以下步骤进行：
1. 禁用STP：若网络中有STP协议，要先禁用STP，再启用RSTP。
2. 配置根交换机：指定一台交换机为根交换机，可以手动配置或者交换机自动选举。
3. 配置非根交换机的端口：指定端口所处的状态（Root、Designated、Alternate或Backup），如果端口为Root或Designated状态，则该端口处于Forwarding状态；如果端口为Alternate或Backup状态，则处于Blocking状态。
4. 检查配置：通过show命令查看当前生成树的状态，以确定生成树是否按照预期运行。
总结
在现代网络中，快速恢复正常运行状态的速度十分重要。
RSTP协议通过减少BPDU传递次数和端口状态转移次数，实现了快速生成树的目的，提高了网络可靠性和容错性。
在配置RSTP时，需要注意根交换机的配置以及端口状态的配置，以确保生成树按照预期运行，并保证网络的正常运转。
