华为讲义生成树协议

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章SpanningTree酉己置1-1\o"CurrentDocument"SpanningTree协议简介1-1\o"CurrentDocument"SpanningTree配置1-3\o"CurrentDocument"1.2.1开启/关闭设备SpanningTree特性1-4\o"CurrentDocument"开启/关闭端口SpanningTree特性1-4\o"CurrentDocument"1.2.3配置交换网络的网络直径1-4\o"CurrentDocument"1.2.4设置RSTP协议的工作模式1-5\o"CurrentDocument"1.2.5设置特定网桥的Bridge优先级1-5\o"CurrentDocument"1.2.6设置特定网桥的ForwardDelay特性1-6\o"CurrentDocument"1.2.7设置特定网桥的HelloTime特性1-6\o"CurrentDocument"1.2.8设置特定网桥的MaxAge特性1-7\o"CurrentDocument"1.2.9设置特定端口的最大发送速率1-7\o"CurrentDocument"1.2.10设置特定端口是否可以作为EdgePort1-8\o"CurrentDocument"1.2.11设置特定端口的PathCost1-8\o"CurrentDocument"1.2.12设置特定端口的优先级1-9\o"CurrentDocument"1.2.13设置特定端口是否与点对点链路相连1-9\o"CurrentDocument"1.2.14设置特定端口的mCheck变量1-10\o"CurrentDocument"1.2.15配置STP收到TCN报文后的处理方式1-11\o"CurrentDocument"SpanningTree显示和调试1-11\o"CurrentDocument"SpanningTree配置示例1-12\o"CurrentDocument"1.4.1配置示例一1-121.4.2配置示例二1-131.4.3配置示例三1-16\o"CurrentDocument"SpanningTree故障排错1-17第1章SpanningTree配置SpanningTree协议简介STP(SpanningTreeProtocol)是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法阻断某些冗余路径，将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文(IEEE802.1D协议将这种协议报文称为“配置消息”)来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证交换机完成生成树计算。配置消息中主要包括以下内容：根交换机的ID，由根交换机的优先级和MAC地址组合而成；到根交换机的最短路径开销；指定交换机的ID，由指定交换机的优先级和MAC地址组合而成；指定端口的ID，由指定端口的优先级和端口编号组成；配置消息的生存期：MessageAge；配置消息的最大生存期：MaxAge；配置消息发送的周期：HelloTime；端口状态迁移的延时：ForwardDelay。生成树协议的配置消息传递机制当网络初始化时，所有的交换机都将自己作为根，交换机的指定端口以HelloTime为周期，定时发送本端口的配置消息；接收到配置消息的端口如果是根端口，则将配置消息中携带的MessageAge按照一定的原则递增，并启动定时器给这条配置消息计时，如果某条路径发生故障，则这条路径上的根端口不再收到新的配置消息，旧的配置消息将会因为超时而被丢弃，从而引发生成树的重新计算，得到一条新的通路替代发生故障的链路，恢复网络连通性。生成树协议算法的具体过程当端口接收到比本端口的配置消息优先级高的配置消息，则用接收到的配置消息更新本端口的配置消息，然后和本设备的配置消息及其本设备上其他端口的配置消息进行优先级比较。比较的原则是：根交换机ID较小的配置消息优先级较高；若根交换机ID相同，则根路径开销较小的配置消息优先级较高；同理，若根路径开销也相同，依次比较指定交换机ID、指定端口ID、接收该配置消息的端口ID。如此选出最优的配置消息，将其携带的根交换机ID选为根交换机ID，接收端口ID选为根端口ID，根路径开销作为本设备到根的最短路径开销，这条配置消息中携带的指定交换机ID作为与配置消息指定端口相连的网段的指定交换机ID。接着用这条配置消息更新关于根交换机的配置消息：根路径开销替换为根端口对应的根路径开销，即原有的根路径开销加上根端口对应的路径开销；指定交换机ID替换为自身的ID。最后选出本设备的指定端口，方法是：设备本身的配置消息中的指定端口ID替换为待确定端口的ID，比较该端口本身的配置消息和新生成配置消息的优先级，若新配置消息优先级较高，则该端口被选为指定端口，并用新的配置消息更新本端口的配置消息。如果选中的配置消息就是本设备的配置消息，那么说明本设备就是根交换机，这种情况下，本设备的所有端口都是指定端口。不过重新计算得到的新配置消息不会立刻就传遍整个网络，因此那些没有发现拓扑已经改变的旧的根端口和指定端口仍旧会按照原来的路径继续转发数据，如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话，可能会造成暂时性的路径回环。为此协议采用了一种状态迁移的机制，RSTP协议规定端口有三个状态：Discarding状态：不转发数据，不进行地址学习Learning状态：不转发数据，进行地址学习Forwarding状态：转发数据，进行地址学习根端口和指定端口从Discarding状态，经过ForwardDelay延时后迁移到中间状态Learning状态，中间状态经过ForwardDelay延时后才能进入Forwarding状态，这个延时保证了新的配置消息已经传遍整个网络。生成树计算完成之后，新推选出来的根端口和指定端口经过两个ForwardDelay的延时后开始转发数据报文。当所有的交换机都完成了生成树计算和状态迁移，树型的网络拓扑就稳定下来。生成树协议的改进一快速生成树协议S8016以太网交换机所实现的快速生成树协议(RSTP)是生成树协议的优化版。其“快速”体现在根端口和指定端口进入Forwarding状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络拓扑稳定需要的时间。根端口状态快速迁移的条件是：本交换机上旧的根端口已经停止转发数据，而且上游指定端口已经开始转发数据。指定端口的端口状态快速迁移的条件边缘端口，即该端口不直接或间接与任何交换机连接。如果指定端口是边缘端口，则可以直接进入Forwarding状态；端口与点对点链路相连，即端口是汇聚主端口或者是全双工的端口，用户也可以自行将该端口配置为点对点连接。如果指定端口连接点对点链路，则可以通过与下游交换机握手，得到响应后即刻进入Forwarding状态。应用快速生成树协议的交换机可以兼容应用生成树协议的交换机。两种协议报文都可以被识别并应用于生成树计算。SpanningTree配置RSTP允许在启动它之前配置设备或以太网接口端口的相关参数，在各项配置任务中，只有启动RSTP后，它们才能生效。RSTP主要配置包括：.开启/关闭设备SpanningTree特性.开启/关闭端口SpanningTree特性配置交换网络的网络直径设置RSTP协议的工作模式设置特定网桥的Bridge优先级设置特定网桥的ForwardDelay特性设置特定网桥的HelloTime特性设置特定网桥的MaxAge特性设置特定端口的最大发送速率设置特定端口是否可以作为EdgePort设置特定端口的PathCost设置特定端口的优先级QuidwayS8016路由交换机操作手册第一分册生成树协议.设置特定端口…点链路相连gp"g置设置特定端口的mCheck变量配置STP收到TCN报文后的处理方式1.2.1开启/关闭设备SpanningTree特性请在系统配置视图进行下列配置。表1-1启动/关闭RSTP操作命令启动RSTP协议stpenable关闭RSTP协议stpdisable开启设备的SpanningTree特性后，会占用一部分网络资源。缺省情况下，不运行RSTP。1.2.2开启/关闭端口SpanningTree特性为了灵活地控制RSTP工作，可以关闭指定的以太网端口的SpanningTree特性，使这些端口不参与生成树计算。请在接口配置视图进行下列配置。表1-2关闭以太网端口的SpanningTree特性操作命令在特定的端口上开启RSTPstpenable在特定的端口上关闭RSTPstpdisable需要注意的是，如果对以太网端口所连接的网络拓扑不了解，关闭该端口上的RSTP协议后，可能会产生冗余路径。缺省情况下，RSTP启动后在所有端口上开启RSTP协议。1.2.3配置交换网络的网络直径网络直径是指交换网络中任意两个终端设备之间交换机的最大数目。可以根据实际的组网情况进行该参数的配置。请在系统配置视图进行下列配置。表1-3配置交换网络的网络直径操作命令配置交换网络的网络直径stpbridge-diametervalue恢复交换网络的网络直径的缺省值undostpbridge-diameter需要注意的是，802委员会建议交换网络的网络直径不要超过7。缺省情况下，网络直径被配置为7。1.2.4设置RSTP协议的工作模式RSTP协议有两种工作模式，RSTP模式和STP兼容模式。RSTP协议可以工作在STP兼容模式下，和STP协议互通。如果交换网络中存在运行STP协议的网桥，可以通过命令配置当前的RSTP协议运行在STP兼容模式下。请在系统配置视图进行下列配置。表1-4配置RSTP协议的运行模式操作命令配置RSTP协议的运行模式为RSTP模式stpmoderstp配置RSTP协议的运行模式为STP兼容模式stpmodestp恢复RSTP协议的运行模式为缺省值undostpmode需要注意的是，RSTP协议可以自动检测到交换网络中存在运行STP协议的网桥，并可以自动迁移到STP兼容模式下运行，一般情况下用户可以不用手工配置。缺省情况下，RSTP协议运行的是RSTP模式。1.2.5设置特定网桥的Bridge优先级网桥优先级的大小决定了这个网桥是否能够被选择为整个生成树的根。通过设置较小的优先级可以指定某个网桥作为生成树的根。请在系统配置视图进行下列配置。表1-5配置网桥的优先级操作命令配置网桥的优先级stppriorityvalue恢复网桥的优先级为缺省值undostppriority需要注意的是，如果整个交换网络中所有网桥的优先级采用相同的值，则MAC地址最小的那个网桥将被选择为根。在RSTP协议开启的情况下，如果配置网桥的优先级，会引起生成树重新计算。缺省情况下，网桥的优先级被配置为32768。1.2.6设置特定网桥的ForwardDelay特性网桥的ForwardDelay特性即端口从Discarding状态进入Forwarding状态需要经历的延时间隔，该参数与交换网络的网络直径有关，建议用户此处采用缺省值进行配置。请在系统配置视图进行下列配置。表1-6配置ForwardDelay操作命令配置网桥的ForwardDelaystptimerforward-delayvalue恢复网桥的ForwardDelay为缺省值undostptimerforward-delay需要注意的是，如果ForwardDelay配置的过小，网络拓扑改变后可能会引入临时的冗余路径；如果ForwardDelay配置的过大，网络拓扑改变后可能会较长时间不能恢复连通。缺省情况下，网桥的ForwardDelay被配置为15秒。1.2.7设置特定网桥的HelloTime特性网桥的HelloTime特性即RSTP协议定时发送配置消息的时间间隔，合适的HelloTime时间值可以保证网桥能够及时发现网络中的链路故障，又不会占用过多的网络资源。建议用户采用缺省值来配置网桥的HelloTime时间值。请在系统配置视图进行下列配置。表1-7配置HelloTime操作命令配置网桥的HelloTimestptimerhellovalue恢复网桥的HelloTime为缺省值undostptimerhello需要注意的是，过长的HelloTime会导致因为个别协议报文丢失而使网桥误认为链路故障，开始重新计算生成树；过短的HelloTime会导致网桥频繁发送配置消息，增加网络负担和CPU负担。缺省情况下，网桥的HelloTime被配置为2秒。1.2.8设置特定网桥的MaxAge特性网桥的MaxAge特性即配置消息的最大生存期限，该参数用来判断配置消息是否“过时”而应该被丢弃，用户可以根据实际的网络情况对其进行配置。建议用户采用缺省值来配置网桥的MaxAge时间值。请在系统配置视图进行下列配置。表1-8配置MaxAge操作命令配置网桥的MaxAgestpmax-agevalue恢复网桥的MaxAge为缺省值undostpmax-age需要注意的是，如果该参数被配置的过小，生成树计算就会比较频繁，而且有可能将网络拥塞误认为为链路故障；如果该参数被配置的过大，很可能不能及时发现链路故障，降低网络自适应能力。缺省情况下，网桥的MaxAge被配置为20秒。1.2.9设置特定端口的最大发送速率以太网端口的最大发送速率即HelloTime时间间隔内允许发送的最大配置消息数目，该参数与端口的物理状态和网络结构有关，建议用户采用缺省值来配置该参数。请在接口配置视图进行下列配置。表1-9配置以太网端口的最大发送速率操作命令配置以太网端口的最大发送速率stptransit-limitvalue恢复以太网端口的最大发送速率为缺省值undostptransit-limit需要注意的是，如果该参数被配置的过大，会占用过多的网络资源。缺省情况下，网桥所有以太网端口的最大发送速率被配置为3。1.2.10设置特定端口是否可以作为EdgePort以太网端口的EdgePort属性表示该端口是否直接或间接连接到其他网桥。如果端口没有和任何其它网桥的以太网端口相连，则应该将该端口配置为边缘端口，这样如果网桥工作在RSTP模式下，该端口能够直接迁移到Forwarding状态，减少不必要的迁移时间。如果某个特定端口被配置为边缘端口，但是该端口与其它网桥的端口相连，RSTP协议可以自动检测并将其重新设置为非边缘端口。请在接口配置视图进行下列配置。表1-10配置以太网端口的EdgePort操作命令配置以太网端口为边缘端口stpedge-portenable配置以太网端口为非边缘端口stpedge-portdisable恢复该参数值为缺省值undostpedge-port需要注意的是，如果当前以太网端口由非边缘端口转变成边缘端口时，用户最好手工将该参数配置为边缘端口，RSTP协议无法检测非边缘端口是否转变成了边缘端口。另外，边缘端口的属性只有在RSTP工作模式下，才能体现快速迁移到转发状态的特性。缺省情况下，网桥所有端口均被配置为非边缘端口。1.2.11设置特定端口的PathCost以太网端口的路径开销与该端口的链路速率有关，链路速率越大，应该将该参数配置的越小，当该参数被配置为缺省值时，RSTP协议可以自动检测当前以太网端口的链路速率，并换算成相应的路径开销。建议用户使用缺省值，让RSTP协议自己来计算当前以太网端口的路径开销。请在接口配置视图进行下列配置。表1-11配置以太网端口的PathCost操作命令配置以太网端口的PathCoststppathcostvalue恢复以太网端口的PathCost为缺省值undostppathcost需要注意的是，配置以太网端口的路径开销会引起生成树重新计算。1.2.12设置特定端口的优先级通过设定以太网端口的优先级可以指定特定的以太网端口包含在生成树内，一般情况下，配置的值越小，端口的优先级就越高，该以太网端口就越有可能包含在生成树内。如果网桥所有的以太网端口采用相同的优先级参数值，则以太网端口的优先级高低就取决于该以太网端口的索引号。请在接口配置视图进行下列配置。表1-12配置以太网端口的优先级操作命令配置以太网端口的优先级stpport-priorityvalue恢复以太网端口的优先级为缺省值undostpport-priority需要注意的是，配置以太网端口的优先级会引起生成树重新计算。缺省情况下，网桥所有以太网端口的优先级被配置为128。1.2.13设置特定端口是否与点对点链路相连如果网桥工作在RSTP模式下，点对点链路相连的两个端口可以通过传送同步报文快速迁移到Forwarding状态，减少了不必要的转发延迟时间，如果将该参数配置为自动模式，RSTP协议可以自动检测当前的以太网端口是否与点对点链路相连。用户可以手工配置当前以太网端口是否与点对点链路相连，但建议用户将其设为自动模式。请在接口配置视图进行下列配置。表1-13配置以太网端口是否与点对点链路相连操作命令配置以太网端口与点对点链路相连stppoint-to-pointforce-true配置以太网端口没有与点对点链路相连stppoint-to-pointforce-false配置该参数为自动模式stppoint-to-pointauto恢复该参数为缺省值undostppoint-to-point需要注意的是，当前以太网端口必须是聚合组的主端口或者是全双工模式，才可以将其配置成点对点链路，否则所配置的值与实际的端口属性不符合，可能会引入临时的冗余路径。另外，点对点链路的属性只有在RSTP工作模式下，才能体现其快速迁移的特性。缺省情况下，该参数被配置为auto。1.2.14设置特定端口的mCheck变量端口的mCheck属性用来检测运行在STP兼容模式下的端口是否可以转换到RSTP模式。通过设定mCheck可以检查与当前以太网端口相连的网段内是否还有运行STP协议的网桥存在。如果在与当前以太网端口相连的网段内存在运行STP协议的网桥，RSTP协议会将该端口的协议运行模式迁移到STP兼容模式，但在网络比较稳定的情况下，虽然网段内运行STP协议的网桥被拆离，但RSTP协议仍然会运行在STP兼容模式下，通过设定mCheck变量可以迫使其迁移到RSTP模式下运行。所以在端口上使用该命令之后，如果端口仍然运行在STP兼容模式，表示该端口所连接的网段存在STP网桥，否则该端口回到RSTP模式，表示该端口所连接的网段已经没有任何STP网桥。请在接口配置视图进行下列配置。表1-14设置以太网端口的mCheck操作命令设置mCheck变量stpmchecktrue设置mCheck变量stpmcheckfalse需要注意的是，将mCheck变量设为False不起任何作用。另外，mCheck命令只有在RSTP工作模式下，才能实现检测STP网桥的功能。1.2.15配置STP收到TCN报文后的处理方式请在系统配置视图进行下列配置。表1-15配置STP收到TCN报文后的处理方式操作命令配置STP收到TCN报文后的处理方式stpconverge(fast|normal[packetpacketnum]}如果设置为ARP老化方式，则还需设置每秒发送老化报文的个数。缺省情况下，采用ARP老化方式，即normal方式。SpanningTree显示和调试display命令在所有视图下进行操作。debugging命令请在用户视图下进行操作。表1-16RSTP的显示和调试命令操作命令显示本设备及当前端口配置信息和统计信息displaystp[statistics][only-up][interface((interface-typeinterface-num|interface-name}[tointerface-typeinterface-num|tointerface-name]}&<1-10>]打开RSTP的调试开关（收发报文、事件、错误等）[undo]debuggingstp(error|event|packetdisplaystp命令可显示RSTP当前运行状态等信息以及以太网端口各种RSTP配置参数。例：显示以太网端口Ethernet8/0/0的RSTP信息。[Quidway]displaystpThebridgeisexecutingtheIEEERapidSpanningTreeprotocolThebridgehaspriority32768,MACaddress:0a0b-0c0d-0e0fConfiguredHelloTime2second(s),MaxAge20second(s),ForwardDelay15second(s)SpanningTreeconvergemodeisnormal,100detectingpacketsRootBridgehaspriority32768,MACaddress0a0b-0c0d-0e0fThebridgeisRootBridgenowPathcosttorootbridgeis0,Bridgediameteris7ethernet13/0/0(Port384)ofbridgeisDOWNSpanningTreeProtocolisenabledTheportisaDisabledPortPortpathcost20000Portpriority128Designatedbridgehaspriority32768,MACaddress0a0b-0c0d-0e0fConfiguredasanon-edgeportConnectedtoanon-point-to-pointLANsegmentMaximumtransmissionlimitis3BPDUseveryhellotimeTimes:HelloTime2second(s),MaxAge20second(s)ForwardDelay15second(s),MessageAge0second(s)SpanningTree配置示例1.4.1配置示例一1.组网需求如图1-1所示，两台路由交换机S8016A和S8016B，分别通过端口Ethernet1/0/0和Ethernet1/0/1对接两条平行链路。A、B分别连接到下游的交换设备（或者用户终端）。其中一台S8016B交换机起备份作用。实线表示活动链路，虚线表示冗余备份链路。2.组网图S8O1RASttO16B图1-1SpanningTree配置实例图（一）3.配置步骤配置交换机A：#启动交换机A的STP功能#配置交换机A的优先级，使A成为根交换机[S8016A]stppriority4096#配置交换机A的端口Ethernet1/0/3为边缘端口，使连接到用户终端的端口可以快速转换到Forwarding状态[S8016A-Ethernet1/0/3]stpedge-portenable配置交换机B：#启动交换机B的STP功能[S8016B]stpenable#配置交换机B的端口Ethernet1/0/0的路径开销，使该端口处于Forwarding状态[S8016B-Ethernet1/0/0]stppathcost10#配置交换机B的端口Ethernet1/0/2为边缘端口，使连接到用户终端的端口可以快速转换到Forwarding状态[S8016B-Ethernet1/0/2]stpedge-portenable#检查S8016A和S8016B的STP的状态[S8016A]displaystp[S8016B]displaystp交换机S8016A的所有up端口都处于Forwarding状态，而交换机S8016B的Ethernet1/0/0和连接用户终端的端口Ethernet1/0/2是Forwarding状态，其他所有up端口都处于Discarding状态。1.4.2配置示例二1.组网需求如图1-2所示，两台路由交换机S8016A和S8016B，S8016A通过端口Ethernet1/0/0、Ethernet1/0/1和Ethernet1/0/2连接到以太局域网；S8016B通过端口Ethernet1/0/0和Ethernet1/0/1连接到以太局域网。实线表示活动链路，虚线表示冗余备份链路。2.组网图S8016AS8016B图1-2SpanningTree配置实例图（二）3.配置步骤一配置交换机A：#启动交换机A的STP功能[S8016A]stpenable#配置交换机A的优先级，使A成为根交换机[S8016A]stppriority4096#配置交换机A的端口Ethernet1/0/0的优先级，使该端口处于Forwarding状态[S8016A-Ethernet1/0/0]stpport-priority16配置交换机B：#启动交换机B的STP功能[S8016B]stpenable#配置交换机B的端口Ethernet1/0/0的路径开销，使该端口处于Forwarding状态[S8016B-Ethernet1/0/0]stppathcost10#检查S8016A和S8016B的STP的状态[S8016A]displaystp[S8016B]displaystp交换机S8016A和B的端口Ethernet1/0/0都处于Forwarding状态，其他up端口都处于Discarding状态。配置步骤二配置交换机B：#配置S8016B的工作模式为STP模式[S8016B]stpmodestp#配置S8016B的优先级，使B成为根交换机[S8016B]stppriority0#清除S8016A和S8016B的RSTP统计数据[S8016A]resetstpstatistics[S8016B]resetstpstatistics#检查S8016A和S8016B的端口Ethernet1/0/0上的统计数据[S8016A]displaystpstatisticinterfaceethernet1/0/0[S8016B]displaystpstatisticinterfaceethernet1/0/0交换机S8016B的端口Ethernet1/0/0显示发送若干ConfigBPDU；相应的，交换机S8016A的端口Ethernet1/0/0显示接收若干ConfigBPDU。配置步骤三配置交换机B：#配置S8016B的工作模式为RSTP模式[S8016B]stpmoderstp#配置S8016B的优先级为缺省值，使A重新成为根交换机[S8016B]undostppriority配置交换机A：#配置S8016A的端口Ethernet1/0/0的mCheck，使之恢复RSTP工作模式[S8016A-Ethernet1/0/0]stpmchecktrue#清除S8016A和S8016B的RSTP的统计数据[S8016A]resetstpstatistic[S8016B]resetstpstatistics#检查S8016A和S8016B的端口Ethernet1/0/0上的统计数据[S8016A]displaystpstatisticsinterfaceethernet1/0/0[S8016B]displaystpstatisticsinterfaceethernet1/0/0交换机S8016A的端口Ethernet1/0/0显示发送若干RSTBPDU；相应的，交换机S8016B的端口Ethernet1/0/0显示接收若干RSTBPDU。1.4.3配置示例三组网需求如图1-3所示，两台路由交换机S8