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RSTP技术

article 2024/11/15 2:59:49

实验背景与目标

生成树协议（STP）和快速生成树协议（RSTP）是数据链路层的重要协议，用于防止网络中的环路，确保网络拓扑的稳定性。STP通过阻塞冗余链路来避免环路，但收敛速度较慢。为解决这一问题，RSTP引入了快速收敛机制，能够在更短时间内处理链路变化。本次实验旨在对比STP和RSTP在网络拓扑变化时的收敛速度和稳定性，深入理解两者在端口角色、状态转换及BPDU处理上的差异，以评估它们在实际网络环境中的性能和用性。

RSTP对STP的改进

端口状态和角色：STP定义了五种端口状态（禁用、阻塞、侦听、学习、转发）和三种端口角色（根端口、指定端口、预备端口端口）。

RSTP简化了这些状态和角色，将端口状态减少为三种（丢弃、学习、转发）。

RSTP引入了3种新的端口角色（备用端口、边缘端口，替代端口），这有助于提高网络的收敛速度。
收敛速度：RSTP通过引入P/A（Port Role/State Transition）机制，加快了网络的收敛速度。这意味着当网络拓扑发生变化时，RSTP能够比STP更快地重新计算生成树并达到稳定状态。

BPDU处理：在STP中，只有根桥会发送BPDU（桥协议数据单元），而非根桥则负责转发这些BPDU。而在RSTP中，无论是根桥还是非根桥都会发送RSTP BPDU，并且非根桥会在本地保留一份根桥发来的BPDU，以Hello间隔为基准定时发送。

保护机制：RSTP相比于STP提供了更完善的保护机制（引入了根保护、BPDU保护和边缘端口），例如通过边缘端口的角色可以更好地处理连接到终端设备的端口，从而提高了网络的稳定性和安全性。

STP的不足：收敛速度慢，依赖计时器

RSTP:收敛速度快速

实验拓扑：

实验目的：
1. 熟悉RSTP的应用场景
2. 掌握RSTP的配置方法
实验步骤：
1. 开启RSTP
2. 把LSW1设置为根网桥，把LSW2设置为备用根网桥
[LSW1]stp root primary //将当前设备的STP根桥角色设置为Primary（主根）。这意味着该设备将成为生成树的根桥。

[LSW2]stp root secondary
//将当前设备的STP（生成树协议）角色设置为Secondary（次根）。这意味着该设备不会成为生成树的根桥，但可以参与生成树的计算过程。
3. 设置边缘端口
[LSW3-G0/0/1]stp edged-port enable //在接口GigabitEthernet0/0/1上启用边缘端口功能。边缘端口通常用于连接终端设备，如PC或服务器，而不是其他交换机。启用此功能可以优化生成树的行为，使其更适合边缘端口的使用场景
[LSW4-G0/0/1]stp edged-port enable //在接口GigabitEthernet0/0/1上启用边缘端口功能。边缘端口通常用于连接终端设备，如PC或服务器，而不是其他交换机。启用此功能可以优化生成树的行为，使其更适合边缘端口的使用场景
4. 设置BPDU保护
[LSW3]stp bpdu-protection //在交换机LSW3上启用BPDU保护功能。BPDU（Bridge Protocol Data Unit）是生成树协议中用于交换桥接信息的数据包。
BPDU保护功能可以防止恶意设备通过发送伪造的BPDU来影响生成树的计算。

[LSW4]stp bpdu-protection //在交换机LSW4上启用BPDU保护功能。BPDU（Bridge Protocol Data Unit）是生成树协议中用于交换桥接信息的数据包。
BPDU保护功能可以防止恶意设备通过发送伪造的BPDU来影响生成树的计算。
5. 设置根保护
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]stp root-protection
[LSW1-GigabitEthernet0/0/3]stp root-protection //在接口GigabitEthernet0/0/3上启用根保护功能。根保护是一种安全机制，防止网络中的环路。如果检测到环路，根保护会将受影响的端口置于阻塞状态，从而避免数据包循环