任务2.8 快速生成树协议RSTP配置

Module2交换技术《网络互联技术》任务2.8快速生成树协议

RSTP配置快速生成树协议RSTPRSTP保护功能RSTP配置流程RSTP配置命令生成树协议STP可以消除环路，但在网络拓扑变化时，收敛速度慢，会影响通信的时效性。快速生成树协议RSTP（IEEE802.1w）在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑的快速收敛。同时RSTP又提供了多种保护功能，以保障运行环境的稳定。本次任务主要介绍快速生成树协议RSTP的收敛机制及保护功能。任务背景准备知识1.快速生成树协议RSTP（1）端口角色及状态端口角色：RSTP协议定义了四种端口角色：根端口、指定端口、Alternate端口（替代端口）和Backup端口（备份端口）。根端口、指定端口的作用与STP协议中定义的根端口、指定端口的作用相同。Alternate端口提供了从指定交换机到根桥的另一条可切换路径，即为根端口的备份。Backup端口提供了另一条从根桥到相应网段的备份通路，作为指定端口的备份。端口状态：RSTP定义了3种端口状态。RSTP端口角色端口状态说明Learning端口不转发用户流量但是学习MAC地址Forwarding端口既转发用户流量又学习MAC地址Discarding端口既不转发用户流量也不学习MAC地址RSTP端口状态1.快速生成树协议RSTP（2）收敛机制Proposal/Agreement机制：加快了上游端口转到Forwarding状态的速度。示例中P/A机制的工作过程如下：S1选举为根桥，p1为指定端口，S2的p1为根端口。S1的p1进入丢弃状态，并向S2发送proposal置位的BPDU。S2接收后，各端口进行同步变量置位。将下游指定端口p2迁移到丢弃状态，替代端口、边缘端口状态不变。S2根端口进入转发状态，向S1发送Agreement置位的回应BPDU，S1确认为后，p1口立即进入转发状态。P/A协商机制继续在S2和S3之间进行，直到网络边缘。Proposal/Agreement机制1.快速生成树协议RSTP（2）收敛机制根端口快速切换机制：RSTP网络中一个根端口失效，网络中最优的Alternate端口将立即成为根端口并进入Forwarding状态。边缘端口：如果端口不与其他交换设备连接，而是直接连接用户终端设备，这种端口叫做边缘端口。边缘端口不参与RSTP运算，可以由Discarding状态直接转到Forwarding状态，所以不经历时延。根端口快速切换2.RSTP保护功能（1）BPDU保护正常情况下，因为边缘端口连接的是用户终端，不会收到BPDU报文。如果边缘端口错误接入交换设备，或遭受BPDU攻击就会丧失边缘端口属性，导致RSTP的重计算。开启BPDU保护功能后，边缘端口即使收到BPDU报文，也不会失去边缘端口属性，但接口将被置为error-down状态，不能正常收发报文，需要网络管理人员手动恢复后才能正常通信。2.RSTP保护功能（2）根保护当合法根桥收到优先级更高的RSTBPDU，会使其失去根地位，从而引起网络拓扑结构的错误变动。示例中：在原有RSTP网络结构中，交换机S1为根桥。假设S2误将优先级更高的交换机S4接入到网络中，S4发送优先级更高的RSTBPDU报文，引起RSTP的重计算，并成为新根桥，而S1失去了根地位，网络结构也发生了变动。

在根桥S1的接口上配置根保护功能，当根桥再收到优先级更高的RSTBPDU时，端口状态将进入discarding状态，不再转发报文。未开启根保护导致网络结构发生变化根保护功能配置在指定端口上才生效，一般配置在根桥的端口上。2.RSTP保护功能（3）环路保护因链路拥塞或单向链路故障导致BPDU接收超时，会导致端口状态的迁移，有可能构成环路。示例中：交换机S3在超时时间内未收到来自上游设备S2的BPDU报文，S3的替代接口切换为根端口，原根端口切换为指定端口，则构成了环路。

设备启动了环路保护功能后，如果根端口或Alternate端口长时间收不到来自上游设备的BPDU报文时，此时根端口会进入discarding状态，角色切换为指定端口，而Alternate端口则会一直保持在阻塞状态，从而不会在网络中形成环路。未开启环路保护导致网络产生环路环路保护功能配置在根端口上，如果交换设备上有Alternate端口，也同样需要配置。配置了根保护的端口，不可以配置环路保护。2.RSTP保护功能（4）防TC-BPDU攻击交换设备在接收到TCBPDU报文后，会执行MAC地址表项和ARP表项的删除操作。如果存在伪造TCBPDU报文恶意攻击交换设备时，交换设备短时间内会收到很多TCBPDU报文，频繁的删除操作会给设备造成很大的负担，给网络的稳定带来很大隐患。启用防TC-BPDU报文攻击功能后，可以设置交换设备处理TCBPDU报文的次数。如果在单位时间内，交换设备在收到TCBPDU报文数量大于配置的阈值，那么设备只会处理阈值指定的次数。对于其他超出阈值的TCBPDU报文，定时器到期后设备只对其统一处理一次。3.RSTP配置流程RSTP配置流程如下：设置生成树协议的工作模式为RSTP；配置RSTP的根桥及备份根桥；配置RSTP的保护功能。（1）配置边缘端口及BPDU保护配置边缘端口命令：stpedged-port{enable|disable}说明：缺省情况下，交换设备的所有端口都是非边缘端口视图：接口视图配置BPDU保护命令：stpbpdu-protection说明：边缘端口收到BPDU报文会被error-down视图：系统视图举例：设置交换机S1开启BPDU保护，并设置G0/0/1为边缘端口。[S1]stpbpdu-protection

[S1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]stpedged-portenable4.RSTP配置命令（2）配置根保护命令：stproot-protection说明：默认未开启，一般在根桥的指定端口上配置视图：接口视图举例1：交换机S2的G0/0/1开启根保护。[S2]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S2-GigabitEthernet0/0/1]stproot-protection

4.RSTP配置命令（3）配置环路保护命令：stploop-protection说明：默认未开启，在根端口及替代端口上配置视图：接口视图举例1：交换机S3的根端口G0/0/1和替代端口G0/0/2开启环路保护。[S3]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S3-GigabitEthernet0/0/1]stploop-protection[S3]interfaceGigabitEthernet0/0/2[S3-GigabitEthernet0/0/2]stploop-protection4.RSTP配置命令（4）配置TC拓扑变更保护配置设备处理最大数量的拓扑变化报文所需的时间命令：stptc-protectionintervalinterval-value

说明：配置处理拓扑变化报文所需的时间，整数形式，取值范围是1～600，单位是秒视图：系统视图配置设备在单位时间内处理拓扑变化报文的阈值命令：stptc-protectionthresholdthreshold说明：设备处理拓扑变化报文并立即刷新转发表项的阈值，默认1，取值范围是1～255视图：系统视图举例：交换机S2处理拓扑变化报文的时间为10秒，处理TC类型BPDU报文的阈值为5。[S2]stptc-protectioninterval10

[S2]stptc-protectionthreshold54.RSTP配置命令5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（1）理解RSTP的应用场景；（2）掌握RSTP的配置方法；（3）掌握RSTP保护功能的配置方法。（一）任务目的

某公司为了保证网络的稳定性，内部交换网络采用冗余线路互连；为了加快收敛，采用快速生成树协议RSTP来部署，并且人为控制生成树选举过程，使性能较高的核心层交换机作为通信的枢纽。同时对交换设备配置保护功能，以保障生成树协议的稳定运行。通过对交换机配置RSTP，并对相关设备配置保护功能，实现上述要求。（二）任务描述（1）拓扑图（2）操作流程设置交换机STP的工作模式为RSTP；通过stproot命令设置S3为根交换机，S4为备份根；S1、S2连接终端接（E0/0/1）设置为边缘端口，并开启BPDU保护功能；S3的指定接口（G0/0/1-3）配置根保护功能；S1、S2的根端口和替代端口（G0/0/1-2）配置环路保护功能；所有交换机配置拓扑变更保护功能。（三）实施规划5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP

配置边缘端口[S1]stpmoderstp//设置生成树协议模式为RSTP

S1配置：

配置拓扑变更保护

配置BPDU保护

配置环路保护

配置根保护[S2]stpmoderstp S2配置：[S3]stpmoderstp S3配置：[S4]stpmoderstp S4配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP

配置边缘端口[S3]stprootprimary//设置当前交换机为根

S3配置：

配置拓扑变更保护

配置BPDU保护

配置环路保护

配置根保护[S4]stprootsecondary//设置当前交换机为备份根

S4配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP配置边缘端口[S1-Ethernet0/0/1]stpedged-portenable//配置当前端口为边缘端口S1配置：

配置拓扑变更保护

配置BPDU保护

配置环路保护

配置根保护[S2-Ethernet0/0/1]stpedged-portenable S2配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP配置边缘端口[S1]stpbpdu-protection//开启BPDU保护功能S1配置：

配置拓扑变更保护配置BPDU保护

配置环路保护

配置根保护[S2]stpbpdu-protection S2配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP配置边缘端口[S3]intg0/0/1[S3-GigabitEthernet0/0/1]stproot-protection//当前端口开启根保护功能[S3-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/2[S3-GigabitEthernet0/0/2]stproot-protection[S3-GigabitEthernet0/0/2]intg0/0/3[S3-GigabitEthernet0/0/3]stproot-protectionS3配置：

配置拓扑变更保护配置BPDU保护

配置环路保护配置根保护5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP配置边缘端口[S1]intg0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]stploop-protection

//当前端口开启环路保护功能[S1-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/2[S1-GigabitEthernet0/0/2]stploop-protectionS1配置：

配置拓扑变更保护配置BPDU保护配置环路保护配置根保护[S2]intg0/0/1[S2-GigabitEthernet0/0/1]stploop-protection[S2-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/2[S2-GigabitEthernet0/0/2]stploop-protectionS2配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（四）操作步骤设置根、备份根启动RSTP配置边缘端口[S1]stptc-protectionthreshold2

//配置处理TC类型BPDU报文并立即刷新转发表项的阈值为2S1配置：配置拓扑变更保护配置BPDU保护配置环路保护配置根保护[S2]stptc-protectionthreshold2S2配置：[S3]stptc-protectionthreshold2S3配置：[S4]stptc-protectionthreshold2S4配置：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（五）实验测试[S3]disstp

-------[CISTGlobalInfo][ModeRSTP]-------CISTBridge:0.4c1f-cc02-5a22ConfigTimes:Hello2sMaxAge20sFwDly15sMaxHop20ActiveTimes:Hello2sMaxAge20sFwDly15sMaxHop20CISTRoot/ERPC:0.4c1f-cc02-5a22/0CISTRegRoot/IRPC:0.4c1f-cc02-5a22/0CISTRootPortId:0.0BPDU-Protection:DisabledCISTRootType:PrimaryrootTCorTCNreceived:3TCcountperhello:1STPConvergeMode:NormalTimesincelastTC:0days0h:0m:0sNumberofTC:3LastTCoccurred:GigabitEthernet0/0/2......

S3查看生成树状态：查看生成树接口状态查看生成树状态5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（五）实验测试[S4]disstp-------[CISTGlobalInfo][ModeSTP]-------CISTBridge:4096.4c1f-cc74-0e03ConfigTimes:Hello2sMaxAge20sFwDly15sMaxHop20ActiveTimes:Hello2sMaxAge20sFwDly15sMaxHop20CISTRoot/ERPC:0.4c1f-cc02-5a22/20000CISTRegRoot/IRPC:4096.4c1f-cc74-0e03/0CISTRootPortId:128.3BPDU-Protection:DisabledCISTRootType:SecondaryrootTCorTCNreceived:145TCcountperhello:0STPConvergeMode:NormalTimesincelastTC:0days0h:29m:14sNumberofTC:15LastTCoccurred:GigabitEthernet0/0/3......

S4查看生成树状态：查看生成树接口状态查看生成树状态5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（五）实验测试[S1]disstpbriefMSTIDPort

Role

STPState

Protection0Ethernet0/0/1

DESI

FORWARDING

BPDU0GigabitEthernet0/0/1ROOTFORWARDING

LOOP0GigabitEthernet0/0/2ALTEDISCARDING

LOOPS1查看生成树接口状态：查看生成树接口状态查看生成树状态[S2]disstpbriefMSTIDPort

Role

STPState

Protection0Ethernet0/0/1

DESI

FORWARDINGBPDU0GigabitEthernet0/0/1ALTE

DISCARDING

LOOP0GigabitEthernet0/0/2ROOT

FORWARDINGLOOPS2查看生成树接口状态：5.任务实施：快速生成树协议RSTP配置（五）实验测试[S3]disstpbriefMSTIDPort

RoleSTPStat