Cisco快速生成树协议RSTP协议原理及配置

快速生成树rstp配置实验总结快速生成树（Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP）是一种用于构建以太网的冗余拓扑的协议。

它是IEEE 802.1w标准中定义的一种快速生成树协议，相对于传统的生成树协议STP（Spanning Tree Protocol），RSTP具有更快的收敛时间和更高的效率。

在进行RSTP配置实验之前，首先需要了解RSTP的基本原理和工作方式。

RSTP通过选择一个主端口和备用端口来构建快速生成树，主端口用于转发数据，备用端口则处于阻塞状态以备份主端口。

当主端口发生故障或链路出现变化时，备用端口会迅速切换为主端口，以保证网络的连通性和冗余。

RSTP通过发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来交换拓扑信息，并利用端口优先级和端口状态来选择主备端口。

在实际配置过程中，首先需要确保网络中的所有交换机都支持RSTP 协议。

然后，通过登录交换机的管理界面或命令行界面，进入交换机的配置模式。

接下来，按照以下步骤进行RSTP配置：1. 配置全局RSTP参数：设置全局RSTP参数，包括优先级、Hello 时间和最大转发延迟等。

优先级用于选择根交换机，Hello时间用于控制BPDU消息的发送频率，最大转发延迟用于控制端口状态的转换速度。

2. 配置端口RSTP参数：对每个端口进行RSTP参数的配置，包括端口优先级、端口类型和端口状态等。

端口优先级用于选择主备端口，端口类型可以设置为指定端口、非指定端口或备用端口，端口状态可以设置为指定端口、非指定端口、备用端口、阻塞端口或禁用端口。

3. 配置RSTP实例：将交换机的端口划分为多个RSTP实例，可以根据网络的需求进行相应的配置。

每个RSTP实例都有一个唯一的标识符，用于区分不同的实例。

4. 配置RSTP根交换机：选择一个交换机作为RSTP的根交换机，根交换机具有最高的优先级，负责控制整个网络的拓扑。

实验七生成树配置一、实验目的理解快速生成树协议RSTP的配置及原理。

二、实验课时2课时三、实验条件两台交换机、网线、控制线、计算机四、实验步骤步骤1：在每台交换机上开启生成树协议．例如对SwitchA做如下配置SwitchA#configure terminal ！进入全局配置模式SwitchA(config)#spanning-tree ！开启生成树协议SwitchA(config)#end步骤2：验证生成树协议已经开启SwitchA#show spanning-tree ！显示交换机生成树的状态SwitchA#show spanning-tree interface fastthernet 0/1 ！显示交换机接口fastthernet 0/1的状态SwitchA#show spanning-tree interface fastthernet 0/2 ！显示交换机接口fastthernet 0/2的状态步骤3：设置生成树模式SwitchA(config)#spanning-tree rstp ！设置生成树模式为802.1W步骤4：验证生成树协模式为802.1WSwitchA#show spanning-tree步骤5：设置交换机的优先级SwitchA(config)#spanning-tree priority 8192 ！设置交换机SwithA的优先级为8192 步骤6：验证交换机SwithA的优先级SwitchA#show spanning-tree步骤7：综合验证测试１. 验证交换机SwitchB的端口１和２的状态SwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1 ！显示SwitchB的端口fastthernet 0/1的状态SwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/2！显示SwitchB的端口fastthernet 0/２的状态2. 如果SwitchA与SwitchB的端口F0/1之间的链路down掉，验证交换机SwitchB的端口２的状态，并观察状态转换时间SwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/2！显示SwitchB的端口fastthernet 0/２的状态3. 如果SwitchA与SwitchB之间的一条链路down掉（如拔掉网线），验证交换机PC1与PC2仍能互相ping通，并观察ping的丢包情况。

RSTP协议解析快速生成树协议的工作原理与性能优化RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol），即快速生成树协议，是一种网络协议，用于在以太网网络中构建一个无环的拓扑结构，以避免数据包的循环传输。

本文将对RSTP协议的工作原理进行解析，并探讨如何优化性能。

一、RSTP协议的工作原理RSTP协议基于STP（Spanning Tree Protocol）协议，并作出了一些改进。

它通过端口状态的转换来快速收敛网络，并在拓扑发生改变时进行快速重新计算生成树。

RSTP协议中的端口状态包括以下几种：1. Disabled：端口被禁用，不参与生成树计算；2. Blocking：端口阻塞，不转发数据帧，但仍接收BPDU（Bridge Protocol Data Units）；3. Listening：端口监听，不转发数据帧，但接收BPDU，并进行协议的交互；4. Learning：端口学习，不转发数据帧，但接收BPDU，并记录MAC地址到端口的映射关系；5. Forwarding：端口转发，转发数据帧。

RSTP协议中使用的BPDU消息包含以下信息：1. Root ID：根桥的标识，由优先级和MAC地址组成；2. Bridge ID：交换机的标识，由优先级和MAC地址组成；3. Path Cost：路径开销，用于计算生成树；4. Port ID：端口的标识，用于在交换机上唯一标识端口。

RSTP协议的工作原理大致分为以下几个步骤：1. 选举根桥：交换机发送BPDU消息，根据Root ID和Bridge ID进行选举，选出拓扑中的根桥；2. 选举指定端口：交换机的端口根据BPDU消息中的Path Cost和Port ID进行选择，选出指定端口；3. 计算生成树：交换机根据根桥和指定端口信息生成生成树，将端口状态转换为相应的状态；4. 收敛网络：当拓扑发生改变时，交换机进行快速重新计算生成树，以保证网络的正常运行。

RSTP协议深入了解快速生成树协议的快速收敛与恢复Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) 是一种用于局域网中的快速生成树协议。

它的主要目标是在网络拓扑发生变化时，实现快速的收敛和恢复，以确保数据的正常传输。

本文将深入探讨RSTP协议，包括其原理、特点以及快速收敛和恢复的机制。

一、RSTP协议原理与特点RSTP是基于Spanning Tree Protocol (STP) 的改进版，它在STP的基础上进行了优化，以提高网络的收敛速度和性能。

RSTP协议的主要原理是通过在网络中选择一条主干路径（Root Path）和多个备选路径（Alternate Path），以实现冗余和负载均衡。

它引入了新的端口状态，包括Discarding、Learning、Forwarding三个状态，以提高网络的收敛性能。

RSTP协议的特点包括：1. 快速收敛：RSTP协议通过链路状态变化的感知和决策机制，可以更快地收敛网络拓扑。

当网络中的链路发生变化时，RSTP能够快速重新计算生成树，并调整端口状态，以确保数据的正常传输。

2. 支持快速下线检测：RSTP协议引入了BPDU Guard机制，用于快速检测并禁用非法的下线连接。

当RSTP交换机接收到非法的BPDU 帧时，它会立即将相应的端口置为锁定状态，以防止环路的产生。

3. 多实例支持：RSTP协议支持多实例的特性，可以同时运行多个生成树实例。

这使得RSTP可以应对复杂的网络环境，并提供更灵活和可靠的拓扑改变和收敛机制。

二、RSTP的快速收敛机制RSTP协议的快速收敛机制主要包括以下几个方面：1. 快速端口切换：当网络中的某个端口出现链路故障时，RSTP能够快速检测到变化，并将其切换到备选路径上。

这样，数据包可以立即沿新的路径传输，无需等待生成树重新计算。

2. Proposal/Agreement机制：RSTP使用Proposal/Agreement机制来加快收敛速度。

快速生成树配置实验目的：将两处的计算机网络通过两台交换机互联组成一个内部网络，为了提高网络的可靠性，用2条链路将交换机互联，现要在交换机上做适当配置，既提高网络安全性又避免环路。

实验内容：一、拓补图将PC1接入交换机SW1的f0/3接口IP地址配置为192.168.1.1/24将PC2接入交换机SW2的f0/3接口IP地址配置为192.168.1.2/24将PC3接入交换机SW3的f0/3接口IP地址配置为192.168.1.3/24交换机SW1的f0/1口与SW2的f0/1口相连交换机SW2的f0/2口与SW3的f0/1口相连交换机SW3的f0/2口与SW1的f0/2口相连二、代码：1、交换机SW1配置代码Switch>enableSwitch#configure terminalSwitch(config)#spanning-tree mode pvstSwitch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096Switch(config)#end2、交换机SW2配置代码Switch>enableSwitch#configure terminalSwitch(config)#spanning-tree mode pvstSwitch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 8192Switch(config)#end2、交换机SW3配置代码Switch>enableSwitch#configure terminalSwitch(config)#spanning-tree mode pvstSwitch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 32768Switch(config)#end三、配置结果Switch#show spanning-tree（SW1）Switch#show spanning-tree（SW2）Switch#show spanning-tree（SW3）以上配置完成后结果，三台PC机可互相访问进入SW3配置界面将SW3与SW1连接的f0/2端口禁用（假设线路中有一根无法使用），三台PC机仍可互相访问Switch(config)#int f0/2Switch(config-if)#shutdown。

实验十三快速生成树协议RSTP实验名称快速生成树协议RSTP。

实验目的理解生成树协议的配置及原理。

实现功能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。

实验设备锐捷S2126（或S3550）交换机2台，网线4根。

实验步骤1.用2根网线从交换机（除了1和2号端口）分别连到2台计算机，这两台计算机的IP地址设为同一个网段地址。

2.连到交换机1，对交换机1进行配置。

3.对交换机1开启生成树协议。

configure terminal(进入交换机全局配置模式)spanning-tree(开启生成树协议)spanning-tree mode rstp(设置生成树模式为802.1W)spanning-tree priority 8192(设置此交换机的生成树优先级为8192)endshow spanning-tree(显示交换机生成树的状态)StpVersion : RSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8b8.1c5bPriority : 8192TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:7m:24sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 200000D0F8B81C5BRootCost : 0RootPort : 0freezing1#4.连到交换机2，对交换机2进行配置。

5.对交换机2开启生成树协议。

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。

快速生成树配置---------------------晚上风出品1.实验目标�理解生成树协议工作原理；�掌握快速生成树协议RSTP基本配置方法；�实验背景学校为了开展计算机教学和网络办公，建立了一个计算机教室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组成内部校园网，为了提高网络的可靠性，作为网络管理员，你要用2条链路将交换机互连，现要求在交换机上做适当配置，使网络避免环路。

2.生成树配置技术原理�生成树协议（spanning-tree），作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题；�生成树协议是利用SPA算法，在存在交换环路的网络中生成一个没有环路的树形网络。

运用该算法将交换网络的冗余备份链路从逻辑上断开，当主链路出现故障时，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发；�生成树协议版本：STP、RSTP(快速生成树)、MSTP（多生成树协议）�生成树协议的特点收敛时间长。

从主要链路出现故障到切换至备份链路需要50秒的时间。

�快速生成树在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替换端口和备份端口，分别做为根端口和指定端口的冗余端口。

当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口，从而实现RSTP 协议小于1秒的快速收敛。

3.实验步骤�新建packet tracer 拓扑图（如图）�默认情况下STP协议启用的。

通过两台交换机之间传送BPDU协议数据单元，选出根交换机、根端口等，以便确定端口的转发状态。

上图中标记为黄色的端口处于block堵塞状态。

�设置rstp；�查看交换机show spanning-tree状态，了解根交换机和根端口情况；�通过更改交换机生成树的优先级spanningtree vlan * priority 4096 可以变化根交换机的角色。

�测试。

当主链路处于down状态时候，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发。

RSTP快速生成树协议的配置【实验目的】了解快速生成树协议RSTP的工作原理和过程了解快速生成树协议RSTP与生成树协议STP之间的区别掌握快速生成树协议RSTP的配置方法【实验设备】锐捷S3760E交换机2台Pc机 2台直通线2条配置线2条交叉线2条【实验拓扑】【实验步骤】一．连接上图所示网络拓扑图，恢复交换机的出厂设置二．设置计算机的IP地址：PC1：10.1.100.111(IP) 255.255.255.0 (掩码)PC1：10.1.100.122(IP) 255.255.255.0 (掩码)三．对交换机Switch进行Vlan的划分和端口的配置：1．对交换机SWA配置：Switch>enable （进入特权模式）switch#configure terminal （进入全局模式）switch(config)#hostname SWA （给交换机命名为SWA）SWA(config)#vlan 10 （创建10号vlan）SWA(config-vlan)#exit （退回上一级）SWA(config)#interface fastethernet 0/5 （进入5号端口）SWA(config-if)#switchport access vlan 10 （将5号端口划给vlan 10）SWA(config-if)#exit (退回上一级）SWA(config)#interface range fastethernet 0/1-2 （进入1-2号端口）SWA(config-if-range)#switchport mode trunk （设定1-2号为中继模式）SWA(config-if-range)#exit (退回上一级）2．对交换机SWB配置：Switch>enable （进入特权模式）switch#configure terminal （进入全局模式）switch(config)#hostname SWB （给交换机命名为SWBSWB(config)#vlan 10 （创建10号vlan）SWB(config-vlan)#exit （退回上一级）SWB(config)#interface fastethernet 0/5 （进入5号端口）SWB(config-if)#switchport access vlan 10 （将5号端口划给vlan 10）SWB(config-if)#exit (退回上一级）SWB(config)#interface range fastethernet 0/1-2 （进入1-2号端口）SWB(config-if-range)#switchport mode trunk （设定1-2号为中继模式）SWB(config-if-range)#exit (退回上一级）四．对两台交换机配置快速生成树协议（RSTP）1.对交换机SWA进行设置SWA(config)#spanning-tree （开启生成树协议）SWA(config)#spanning-tree mode rstp （生成树协议模式为802.1w）SWA(config)#exit （退回上一级）SWA#show spanning-trees （显示生成树协议的状态）SWA#show spanning-tree interface fastethernet 0/1（显示1号端口的生成树状态）SWA#show spanning-tree interface fastethernet 0/2（显示2号端口的生成树状态）2. 对交换机SWB配置：SWB(config)#spanning-tree （开启生成树协）SWB(config)#spanning-tree mode rstp （生成树协议模式为802.1w）SWB(config)#exit （退回上一级）SWB#show spanning-trees （显示生成树协议的状态）SWB#show spanning-tree interface fastethernet 0/1（显示1号端口的生成树状态）SWB#show spanning-tree interface fastethernet 0/2（显示2号端口的生成树状态）五．设置交换机的优先级，指定SWA为根交换机SWA(config)#spanning-tree priority 4096（设优先级为4096）*此处数据为4096的倍数，值越小，就会成为根交换机，默认值为32768重新查看快速生成树协议的配置情况（上面的三个show命令）六．验证结果：1．PC1上使用-t参数ping PC2PC1：ping 10.1.100.122 –t*此时显示结果可以ping通2．拔掉连接两交换机之间的一根网线，继续使用上述ping命令*此时在中断一下后能够快速再次ping通。