【杂记-浅谈RSTP快速生成树】

RSTP快速生成树

  • 一、RSTP协议概述
  • 二、RSTP工作原理与配置
  • 三、RSTP的端口角色和状态
  • 四、RSTP之边缘端口

一、RSTP协议概述

定义
Rapid Spanning Tree Protocol,RSTP,快速生成树协议,是在STP生成树基础上发展起来的,用于在网络结构发生变化时,能够更快地收敛网络,避免因网络拓扑变化导致的广播风暴问题。

优点
RSTP能够在几秒钟内完成网络收敛,显著减少网络收敛时间,提高网络的稳定性和可靠性。RSTP相比STP具有更快的收敛速度和更好的性能,适用于中等规模的网络,并能够更好地适应网络拓扑的变化。
缺点
在大规模网络中,其收敛速度可能仍无法满足电信级服务的要求。

二、RSTP工作原理与配置

工作原理
RSTP通过改进BPDU的处理机制和端口状态转换机制来实现快速收敛。RSTP的BPDU被称为RST BPDU,其格式与STP略有不同,主要区别在于BPDU类型和标志位的使用。RSTP还引入了P/A(Proposal/Agreement)机制,通过协商的方式加快端口角色的确定和状态转换。
RSTP的快速收敛机制主要包括边缘端口、P/A机制、直连检测、次等BPDU处理机制等。边缘端口不参与生成树计算,可以直接从丢弃状态进入转发状态,无需经历传统的30秒转发延迟。P/A机制通过协商的方式加快端口角色的确定和状态转换。直连检测机制允许在直连链路故障时快速恢复,而非直连链路故障的最长恢复时间为6秒。
配置
在配置RSTP时,需要通过spanning-tree mode rstp命令启用RSTP协议。此外,还需要配置边缘端口、根保护、BPDU保护等功能来增强网络的安全性和稳定性。

三、RSTP的端口角色和状态

端口
1、根端口,RP。
2、指定端口,DP。
3、备份端口,AP。
4、替代端口,BP。
状态
1、丢弃,Discarding。
2、学习,Learning。
3、转发,Forwarding。

四、RSTP之边缘端口

概念
edged-port,边缘端口是为了提高网络的收敛速度而设计的。它们直接与终端设备相连,不参与生成树的计算,也不接收处理配置BPDU(Bridge Protocol Data Units)。边缘端口可以由Discarding状态直接进入Forwarding状态,从而避免了STP(Spanning Tree Protocol)中必要的Listening和Learning阶段,大大加快了网络的收敛速度。
作用
边缘端口的设计初衷是为了解决STP收敛速度慢的问题。在网络边缘,直接连接终端设备的端口往往不会构成环路,因此在这些端口上禁用STP可以减少不必要的计算负担。当边缘端口物理层Up时,它将立即进入Forwarding状态,开始转发数据包,这有助于减少用户的等待时间。
缺点
边缘端口的存在也可能带来潜在的风险,如果边缘端口意外收到了配置BPDU,它将失去边缘端口的属性,并重新参与到生成树的计算中,这可能导致网络震荡。为了防止这种情况的发生,通常会在这些端口上启用BPDU保护功能,一旦检测到BPDU,端口就会被block,防止其参与STP计算。

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