MSTP/RSTP与STP的兼容性

原理概述

MSTP(Multiple STP)协议和RSTP(Rapid STP)协议都可以向下兼容STP（Spanning Tree Protocol ）协议。运行MSTP/RSTP协议的交换机会根据收到的BPDU版本号信息自动判断与之相连的交换机的运行模式。如果收到的是STP BPDU，MSTP/RSTP交换机就会自动按照STP模式来运行。一个运行在STP模式的交换机会收到MSTP/RSTP的报文后会直接丢弃。

对于运行RSTP/MSTP的交换机，如果某个端口与运行STP的交换机直连，则该端口会自动将其工作模式迁移到STP模式，然后向外发送配置BPDU报文从而保证设备之间的互通。但是在华为的交换机上，如果运行STP的设备被关机或移走，那么MSTP/RSTP交换机的端口无法自动迁移回RSTP/MSTP模式，此时需要在相应的端口上执行Mcheck操作，将端口手动迁移回RSTP/MSTP模式。

实验目的

理解MSTP/RSTP与STP的兼容性原理和应用场景

实验内容

实验拓扑如图所示，本实验模拟了一个企业网络场景，公司A的内部网络是由5台交换机组成的局域网，S1、S2、S3和S4组成环形网络，S5通过集线器HUB1与S4相连，所有交换机运行的是RSTP生成树协议。由于公司A与公司B有业务需要进行合作，公司B的交换机S6通过集线器HUB1与公司A的网络进行相连，公司B的交换机运行的是STP协议，因此，S4和S5会自动降为STP模式。合作期间公司A进行网络优化，所有交换机都运行MSTP协议，但仍然需要能够兼容S6。当两家公司的合作完成之后，S6撤离公司A的网络，S4和S5需要恢复为原来的MSTP模式。

实验拓扑

1.配置RSTP

根据上图进行相应的基本配置，在S1、S2、S3、S4、S5上配置生成树模式为RSTP,并配置S1为根交换机。

[S1]stp mode rstp

[S1]stp priority 8192

[s2]stp mode rstp

[s3]stp mode rstp

[s4]stp mode rstp

[s5]stp mode rstp

配置完成后，查看交换机上的生成树模式，此处仅以S1、S4为例。

[S1]display stp interface g0/0/1

-------[CIST Global Info][Mode RSTP]-------
CIST Bridge :8192 .4c1f-cc00-425d

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 0

CIST RegRoot/IRPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 0

......

[s4]display stp interface g0/0/2

-------[CIST Global Info][Mode RSTP]-------
CIST Bridge :32768.4c1f-cc09-7274

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 40000

CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc09-7274 / 0

......

可以看到，公司A的交换机都运行在RSTP模式下，且S1为根交换机。为了进一步加快收敛速度，配置S3和S4的Ethernet0/0/1端口为边缘端口。

[s3]int e0/0/1

[s3-Ethernet0/0/1]stp edged-port enable

[s4]int e0/0/1

[s4-Ethernet0/0/1]stp edged-port enable

2.实现RSTP与STP的兼容

S6通过集线器HUB1接入到公司A的网络。S6运行的是STP协议。配置S6的生成树模式为STP。

[s6]stp mode stp

在S4和S5上查看Ethernet0/0/2端口的生成树模式。

[s4]display stp interface Ethernet 0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode RSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc09-7274

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

CIST Root/ERPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 40000

CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc09-7274 / 0

CIST RootPortId :128.24

BPDU-Protection :Disabled

TC or TCN received :50

TC count per hello :0

STP Converge Mode :Normal

Time since last TC :0 days 0h:0m:59s

Number of TC

......

Protection Type :None
Port STP Mode :STP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

<s5>display stp interface Ethernet0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode RSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc61-487b

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

......

Last TC occurred :Ethernet0/0/2

----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----

Port Protocol :Enabled

.....

Protection Type :None
Port STP Mode :STP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

......

可以看到，S4和S5全局的生成树模式依然是RSTP，但与S6相连的端口的生成树模式已经变成了STP。

在S6上查看STP生成树信息。

[s6]display stp interface Ethernet 0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc81-3b6e

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 240000

CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc81-3b6e / 0

......

可以看到，S4和S5全局的生成树模式依然是RSTP，但与S6相连的端口的生成树模式已经变成了STP。

在S6上查看STP生成树信息。

[s6]display stp interface Ethernet 0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc81-3b6e

Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20

Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC :8192 .4c1f-cc00-425d / 240000

CIST RegRoot/IRPC :32768.4c1f-cc81-3b6e / 0

......

可以看到，S6上生成树模式为STP ，且根交换机为S1，所以S6已经加入到整个交换网络的生成树当中，RSTP兼容了STP。

如果公司网络内发生了链路故障，比如S4与S2之间的链路Down掉，就会造成生成树端口发生迁移。使用命令display stp brief查看端口状态。

[s4-GigabitEthernet0/0/2] q

[s4]int g0/0/2

[s4-GigabitEthernet0/0/2]shutdown

[s4-GigabitEthernet0/0/2]display stp brief

MSTID Port Role STP State Protection

0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE

0 Ethernet0/0/2 DESI DISCARDING NONE

0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE

[s4]display stp brief

MSTID Port Role STP State Protection

0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE

0 Ethernet0/0/2 DESI LEARNING NONE

0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE

[s4]display stp brief

MSTID Port Role STP State Protection

0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
0 Ethernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE

0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE

可以看到，S4的 Ethernet 0/0/1以及 GE 0/0/1这两个运行 RSTP 的端口，使用 RSTP 的 P / A 机制由 Discarding 状态快速进入到了 Forwarding 状态。而与S6相连，运行 STP 协议的 Ethernet 0/0/2端口还停留在 Discarding 状态，需要经历 Learning 状态后再到 Forwarding 状态，所以当运行 STP 的交换机加入到 RSTP 网络中后，会造成生成树网络的收敛时间变慢。

3.实现 MSTP 与 STP 的兼容

公司 A 根据业务需求优化网络，配置所有交换机运行MSTP 协议。

[S1]stp mode mstp

[S2]stp mode mstp

[S3]stp mode mstp

[S4]stp mode mstp

[S5]stp mode mstp

配置完成后，查看S4、S5与S6相连端口的生成树状态，此处以S4为例。

[s4]display stp interface Ethernet 0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc09-7274

......

Last TC occurred :GigabitEthernet0/0/2

----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----

Port Protocol :Enabled

......

Protection Type :None
Port STP Mode :STP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

......

可以看到，S4的全局生成树模式已经变为 MSTP ，但是 Ethernet 0/0/2端口的生成树模式却是 STP ，可见 MSTP 兼容了 STP ，兼容现象与 RSTP 兼容 STP 现象一致，这里不再赘述。

4.交换机端口迁移

公司 A 与公司 B 的合作结束后，S6交换机撤离公司 A 的网络。此时，为了提高网络的运行效率，需要恢复S4和S5的生成树模式为 MSTP

在S6上关Ehernet0/0/2端口，在S4和S5上使用命令display stp interface Ethernet 0/0/2查看端口协议状态。

[s6]int e0/0/2

[s6-Ethernet0/0/2]shutdown

[s6]display stp interface Ethernet 0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc81-3b6e

......

----[Port2(Ethernet0/0/2)][DOWN]----

Port Protocol :Enabled

......

Protection Type :None
Port STP Mode :STP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

......
<s5>display stp int e0/0/2
-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc61-487b

......

----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----

Port Protocol :Enabled

......

Protection Type :None
Port STP Mode :STP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

......

可以看到，虽然S6已经撤离了MSTP网络，但是S4和S5的Ethernet 0/0/2端口协议模式仍为STP，无法自动迁移回MSTP模式，造成公司A的生成树网络无法实现快速收敛。此时需要在S4和S5的Ethernet0/0/2端口使用命令stp mcheck,使端口模式从STP迁移回MSTP。

[s4]interface e0/0/2

[s4-Ethernet0/0/2]stp mcheck

[s5]interface e0/0/2

[s5-Ethernet0/0/2]stp mcheck

配置完成后，重新查看S4和S5的Ethernet0/0/2端口协议模式。

[s4]display stp interface Ethernet 0/0/2

-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc09-7274

......

----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----

Port Protocol :Enabled

......

Protection Type :None
Port STP Mode :MSTP
[s5]display stp interface Ethernet 0/0/2

-------[CIST Global Info][Mode MSTP]-------

CIST Bridge :32768.4c1f-cc61-487b

......

----[Port2(Ethernet0/0/2)][FORWARDING]----

Port Protocol :Enabled

......

Protection Type :None

Port STP Mode :MSTP

Port Protocol Type :Config=auto / Active=dot1s

......

可以看到，S4和S5的Ethernet 0/0/2端口协议模式已经恢复为MSTP，提高了公司A的整个交换网络的运行效率。