5.3 RSTP基础配置
5.3.1 原理概述
RSTP（Rapid Spanning-Tree Protocol，快速生成树协议）有三种状态，即根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址来划分:如果不转发用户流量也不学习MAC地址，那么端口状态就是Discarding状态;如果不转发用户流量但是学习MAC地址，那么端口状态就是Learning 状态;如果既转发用户流量又学习MAC地址，那么端口状态就是Forwarding状态。
5.3.2 实验内容
S3和S4是接入层交换机，负责用户的接入，S1和S2
是汇聚层交换机，四台交换机组成一个环形网络。为了防止网给中出现环路，产生网络风暴，所有交换机上都需要运行生成树协议。同时为了加快网络收敛速度，网络管理员选择使用RSTP协议，且使得性能较好的S1为根交换机，S2为次根交换机，并配置边缘端口进一步优化网络。
5.3.3 实验拓扑
5.3.4 实验步骤
1、基本配置
根据实验拓扑图进行相应的基本IP地址配置，并使用ping命令检查链路的连通性。
2、配置RSTP基本功能
由于华为交换机默认开启了MSTP，所以只要用stp mode rstp命令把MSTP改为RSTP就可以了。并把S1、S2配置为根交换机和备份根交换机。
[S1]stp mode rstp
[S1]stp root primary
[S2]stp mode rstp
[S2]stp root secondary
[S3]stp mode rstp
[S4]stp mode rstp使用display stp命令可以看到S1是跟交换机，S2为备份根交换机了。
| [S1]display stp -------[CIST Global Info][Mode RSTP]------- CIST Bridge :0 .4c1f-ccc0-1638 Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :0 .4c1f-ccc0-1638 / 0 CIST RegRoot/IRPC :0 .4c1f-ccc0-1638 / 0 CIST RootPortId :0.0 BPDU-Protection :Disabled [S2]display stp -------[CIST Global Info][Mode RSTP]------- CIST Bridge :4096 .4c1f-cc42-6fcc Config Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 Active Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20 CIST Root/ERPC :0 .4c1f-ccc0-1638 / 20000 CIST RegRoot/IRPC :4096 .4c1f-cc42-6fcc / 0 CIST RootPortId :128.1 BPDU-Protection :Disabled [S2]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 0 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE |
|---|
目前S2的GE0/0/1端口是根端口，其他端口是指定端口，如果把S2的根端口断掉，S2就会选择把其他到达根交换机的端口设置成根端口。
[S2]interface GigabitEthernet0/0/1
[S2-GigabitEthernet0/0/1]shutdown
[S2-GigabitEthernet0/0/1]display stp brief
MSTID Port Role STP State Protection
0 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
[S2-GigabitEthernet0/0/1]当把S2的GigabitEthernet0/0/1端口恢复后，GigabitEthernet0/0/1又恢复为根端口。
| [S2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown [S2-GigabitEthernet0/0/1]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE 0 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE |
|---|
3、配置边缘接口
生成树的计算主要发生在交换机互联的链路之上，而连接PC的端口没有必要参与生成树计算，为了优化网络，降低生成树计算对终端设备的影响，现在要将交换机上连接PC的接口配置为边缘接口。
作为对比，先将S4上面的E0/0/1关闭在开启，查看端口的状态。
| [S4]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE [S4]interface Ethernet0/0/1 [S4-Ethernet0/0/1]shutdown [S4-Ethernet0/0/1]undo shutdown [S4-Ethernet0/0/1]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI DISCARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE [S4-Ethernet0/0/1]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI LEARNING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE [S4-Ethernet0/0/1]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE |
|---|
可以观察到初始状态为Discarding，15秒之后接口进入Learning状态，15秒之后最终进入Forwarding状态。所以一个接口参与生成树计算，要经过Discarding和Learning状态，30秒才能进入转发状态。配置连接PC的端口为边缘接口，此时生成树计算依然进行，但是端口进入转发状态无需等待30秒。
[S4]interface Ethernet0/0/1
[S4-Ethernet0/0/1]stp edged-port enable | [S4-Ethernet0/0/1]shutdown [S4-Ethernet0/0/1]undo shutdown [S4-Ethernet0/0/1]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE |
|---|
可以观察到，接口立即进入到转发状态，没有30秒的延迟。
4、查看备份端口状态
在S3上使用display stp brief命令查看生成树信息，发现E0/0/3为指定端口，E0/0/4为备份端口，两个接口接到同一个Hub上，当E0/0/3关闭之后，E0/0/4会成为新的指定端口。
| [S3]interface Ethernet0/0/3 [S3-Ethernet0/0/3]shutdown [S3-Ethernet0/0/3]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/4 BACK DISCARDING NONE [S3-Ethernet0/0/3]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/4 DESI DISCARDING NONE [S3-Ethernet0/0/3]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/4 DESI LEARNING NONE [S3-Ethernet0/0/3]display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 Ethernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE 0 Ethernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE |
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可以观察到，S3上面的指定端口断掉后，E0/0/4接口会由备份端口转为指定端口，然后状态由Discarding、Learning最终到Forwarding状态。所以当相应的根端口或指定端口断掉后，备份端口会立即承担原有的根端口或指定端口的角色，开始转发数据。