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一、介绍

1、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，但是这也带来了网络环路的问题。网络环路会引发广播风暴和MAC地址表震荡等问题，导致用户通信质量差，甚至通信中断。为了解决交换网络中的环路问题，IEEE提出了基于802.1D标准的STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）。 随着局域网规模的不断增长，STP拓扑收敛速度慢的问题逐渐凸显，因此，IEEE在2001年发布了802.1W标准，定义了RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议），RSTP在STP的基础上进行了改进，可实现网络拓扑的快速收敛。

2、STP配置得BPDU：

STP通过在交换机之间传递配置BPDU来选举根交换机 (或根桥)，以及确定每个交换机端口的角色和状态。 在初始化过程中，每个交换机都主动发送配置BPDU。 在网络拓扑稳定以后，只有根桥周期性发送配置BPDU，其他交换机在收到上游传来的配置BPDU后，才会发送自己的配置BPDU。 配置BPDU包含了桥ID、路径开销和端口ID等参数。

3、stp得不足：

STP虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛慢，影响了用户通信质量。如果网络中的拓扑结构频繁变化，网络也会随之频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断，这是用户无法忍受的。 STP的不足： STP没有细致区分端口状态和端口角色，不利于初学者学习及部署。 从用户角度来讲，Listening、Learning和Blocking状态并没有区别，都同样不转发用户流量。 从使用和配置角度来讲，端口之间最本质的区别并不在于端口状态，而是在于端口扮演的角色。 STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢。 STP算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备再进行处理，最终传遍整个STP网络。

二、RSTP得工作流程

1、每一台交换机启动RSTP后，都认为自己是“根桥”，并且发送RST BPDU。 所有端口都为指定端口，处于Discarding状态。

2、上游链路的设备互联端口通过P/A机制，快速进入转发状态。 SW2收到更优的RST BPDU后，经比较认为SW1才是当前根桥，此时SW2的端口将成为根端口，而不是指定端口，停止发送RST BPDU。 SW1的端口进入Discarding状态，发送Proposal位置位的RST BPDU。SW2收到后阻塞除边缘端口以外的所有其他端口（该过程称为同步过程）。 SW2的各端口同步后，根端口立即进入Forwarding状态，并向SW1返回Agreement位置位的RST BPDU。SW1收到该报文后，会让指定端口立即进入Forwarding状态。

3、下游链路的设备互联端口会进行新一轮的P/A协商。 SW2的下游端口设置为指定端口，持续发送Proposal位置位的RST BPDU。 SW3的下游端口收到该BPDU后，发现不是本设备收到的最优BPDU，则会忽略，不会发送Agreement位置位的RST BPDU。 SW2的下游端口一直收不到Agreement位置位的回应报文，等待2倍的Forward Delay后，进入转发状态。

三、实验

1、实验拓扑：

2、实验要求：

 （1）. PC属于VLAN10，并配置交换机相应接口

（2）. SW1/2/3为企业内部交换机，SW3设为根交换机，SW2设为次根交换机

（3）. 全部交换机运行RSTP协议

（4）. 观察所有交换机接口角色和状态

（5）. SW1/2作为接入交换机，连接终端，整机默认配置边缘端口，并开启相应的保护措施

（6）. 开启非法交换机，观察端口状态

（7）. 为确保SW3为根交换机，开启根保护功能 8. PC1长pingPC2，关闭SW2的G0/0/2接口，观察端口切换时间

3、实验代码：

3.1 在交换机上创建 VLAN 并划分接口

SW1

[Huawei] sysname SW1

[SW1] vlan 10 [SW1] interface g0/0/1

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] interface g0/0/3

[SW1-GigabitEthernet0/0/3] port link-type access

[SW1-GigabitEthernet0/0/3] port default vlan 10 SW2

[Huawei] sysname SW2

[SW2] vlan 10 [SW2] interface g0/0/1

[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk

[SW2-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10

[SW2-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2

[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk

[SW2-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10

[SW2-GigabitEthernet0/0/2] interface g0/0/3

[SW2-GigabitEthernet0/0/3] port link-type access

[SW2-GigabitEthernet0/0/3] port default vlan 10 SW3

[Huawei] sysname SW3

[SW3] vlan batch 10

[SW3] interface g0/0/1

[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk

[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 10

[SW3-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2

[SW3-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk

[SW3-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 10

3.2 配置 RSTP，并设置优先级

SW1 [SW1] stp mode rstp SW2 [SW2] stp mode rstp [SW2] stp root secondary SW3 [SW3] stp mode rstp [SW2] stp priority root primary

3.4 SW1/2 配置边缘端口 SW1 [SW1] stp edged-port default [SW1] interface g0/0/1 [SW1-GigabitEthernet0/0/1] stp edged-port disable [SW1-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2 [SW1-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port disable

#交换机互联接口需要关闭边缘端口功能，以免影响通信

SW2

[SW2] stp edged-port default [SW2] interface g0/0/1 [SW2-GigabitEthernet0/0/1] stp edged-port disable [SW2-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/2 [SW1-GigabitEthernet0/0/2] stp edged-port disable 3.5 SW1/2 配置相应保护措施

SW1

[SW1] stp bpdu-protection

SW2

[SW2] stp bpdu-protection

3.7 开启 SW3 的根保护

SW3

[SW3] interface g0/0/1

[SW3-GigabitEthernet0/0/1] stp root-protection

[SW3-GigabitEthernet0/0/1] interface g0/0/1

[SW3-GigabitEthernet0/0/2] stp root-protectio