HCIP(RSTP+MSTP)

一、STP的重新收敛：

复习STP接口状态

• STP初次收敛至少需要50秒的时间。
• STP的重新收敛情况：

  • 检测到拓扑变化：当网络中的链路故障或新链路加入时，交换机会检测到拓扑变化。

  • 选举新的根桥：如果原来的根桥故障或与根桥直连的链路故障，网络会重新选举新的根桥。选举依据是交换机的优先级和MAC地址。

  • 确定新的根端口和指定端口：每个非根桥交换机会选择一个端口作为根端口，该端口具有到达根桥的最佳路径。其他端口则根据它们与根桥的距离被选为指定端口或阻塞端口。

  • 阻塞不必要的端口：为了防止环路，那些不是根端口或指定端口的端口将被阻塞。

  • 重新收敛完成：经过一段时间（称为收敛时间），网络中的所有交换机都会学习到新的拓扑信息，并且所有端口都会处于正确的状态（转发或阻塞）。

• STP重新收敛的原因：

  • 根桥故障：需要经过50秒的时间才能重新完成收敛。
  • 根桥直连链路故障：设备检测到自身根端口所在链路故障，但是可以通过其他端口收到根桥发出的配置BPDU，那么会自动将自身被阻塞的端口打开（从阻塞状态切换到侦听状态）重新选举角色，此 时不需要选举根桥，需要30S时间。
  • 根桥非直连链路故障：设备检测到自身根端口所在链路故障，但是不能通过其他端口收到根桥发出的配置BPDU，那么设备会等待最大寿命20秒之后才会重新选举。选举需要经过15秒的侦听+15秒的学习状态，最终需要至少50秒的时间才能重新收敛。

二、STP配置：

[Huawei]stp enable：华为低端交换机一般默认开启。
[Huawei]stp mode stp：配置STP协议版本，一般设备默认启动MSTP协议。
[Huawei]stp priority 28672：STP修改设备优先级。
[Huawei]stp root primary：将设备直接配置为根桥设备，其命令实质是将设备优先级设置为0。
[Huawei]stp root secondary：将设备配置为备份根桥，当根桥设备故障，该设备成为新的根桥。

[Huawei]display stp
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------
CIST Bridge         :4096 .4c1f-cc8c-7052
Config Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
Active Times        :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC      :4096 .4c1f-cc8c-7052 / 0
CIST RegRoot/IRPC   :4096 .4c1f-cc8c-7052 / 0
CIST RootPortId     :0.0
BPDU-Protection     :Disabled
CIST Root Type      :Secondary root
TC or TCN received  :0
TC count per hello  :0
STP Converge Mode   :Normal 
Time since last TC  :0 days 0h:0m:0s
Number of TC        :0
----[Port1(GigabitEthernet0/0/1)][DISCARDING]----Port Protocol       :EnabledPort Role           :Designated PortPort Priority       :128Port Cost(Dot1T )   :Config=auto / Active=20000Designated Bridge/Port   :4096.4c1f-cc8c-7052 / 128.1Port Edged          :Config=default / Active=disabledPoint-to-point      :Config=auto / Active=trueTransit Limit       :147 packets/hello-timeProtection Type     :None---- More ----

三、RSTP（快速生成树协议）和MSTP（多生成树协议）：

RSTP（快速生成树协议）

• 标准：IEEE 802.1w
• 主要特点：
  • 快速收敛：RSTP的主要目标是加快生成树的收敛速度。它通过简化端口状态和角色转换的过程来实现这一点。
  • 端口角色：RSTP定义了根端口、指定端口、替代端口（ALTE）和备份端口（BACK）的角色。
  • 端口状态：RSTP将端口状态从STP的5种减少到3种，分别是：转发、学习和阻塞。
  • 配置BPDU：RSTP修改了配置BPDU的格式和传输机制，以加快网络收敛。

MSTP（多生成树协议）

• 标准：IEEE 802.1s
• 主要特点：
  • 链路利用率：MSTP允许在同一个网络中存在多个生成树，每个生成树称为一个“实例”。这样可以在不同的VLAN之间实现负载均衡，提高链路利用率。
  • 实例：MSTP通过将VLAN映射到不同的实例来实现负载均衡。
  • 快速收敛：MSTP继承了RSTP的快速收敛特性。

四、PVST和PVST+

PVST（每VLAN生成树）

• 特点：
  • 每个VLAN一棵树：PVST为每个VLAN创建一个独立的生成树，这样每个VLAN都有自己独立的生成树路径。
  • Cisco专有：PVST是Cisco专有的协议，只能在Cisco设备上实现。

PVST+（每VLAN生成树增强版）

• 特点：
  • 增强的PVST：PVST+是PVST的增强版，它提供了更好的性能和灵活性。
  • 快速收敛：PVST+继承了RSTP的快速收敛特性。
  • Cisco专有：与PVST一样，PVST+也是Cisco专有的协议。

五、RSTP协议：

• RSTP（快速生成树协议）是IEEE 802.1w标准中定义的一种生成树协议，它是STP（生成树协议）的改进版本，旨在加快网络的收敛速度。

  • 端口角色的改进：

    • RSTP定义了根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、替代端口（Alternate Port）和备份端口（Backup Port）四种角色。
    • 这些角色有助于更快地确定端口的状态和功能，从而加快网络收敛。

  • 端口状态的简化：

    • RSTP将STP中的五种端口状态（阻塞、侦听、学习、转发、禁用）简化为三种（丢弃、学习、转发）。
    • 状态转换更加迅速，减少了网络收敛所需的时间。

  • 配置BPDU的改进：

    • RSTP修改了配置BPDU报文中的某些参数，以支持更快的信息交换和决策过程。

  • 快速收敛机制：

    • RSTP引入了快速BPDU传播机制，使得交换机能够更快地交换信息，从而加快收敛速度。
    • RSTP还引入了快速端口角色转换机制，允许端口在短时间内完成角色转换。

  • 拓扑结构变化的处理机制：

    • RSTP优化了拓扑结构变化的处理机制，使得网络能够更快地适应拓扑变化，减少网络中断的时间。

六、RSTP的改进点：

1. 变更端口角色：

   • RSTP引入了新的端口角色，包括根端口（Root Port）、指定端口（Designated Port）、替代端口（Alternate Port）和备份端口（Backup Port）。
   • 这些角色有助于更快地确定端口的状态和功能，从而加快网络收敛。

2. 变更了端口状态：

   • RSTP简化了端口的状态，将STP的五种状态（阻塞、侦听、学习、转发、禁用）减少为三种（转发、学习和阻塞）。
   • 端口状态的简化减少了状态转换所需的时间，从而加快了收敛速度。

3. 修改了配置BPDU报文中一些参数：

   • RSTP修改了配置BPDU（Bridge Protocol Data Units）的格式，以包含更多信息，如端口角色和状态。
   • 这些修改使得交换机之间能够更快地交换信息，从而加快了网络收敛。

4. 加快了生成树的失效判断时间：

   • RSTP通过减少Hello Time（交换机发送BPDU的时间间隔）和Max Age（BPDU的最大生命周期）的默认值，加快了网络对故障的响应速度。
   • 这意味着网络能够更快地检测到链路故障，并采取措施来恢复网络。

5. 快速收敛机制：

   • RSTP引入了快速收敛机制，如快速端口角色转换和快速BPDU传播。
   • 这些机制使得网络在发生故障或拓扑变化时能够更快地收敛。

6. 拓扑结构发生变化的处理机制：

   • RSTP对拓扑结构变化的处理机制进行了优化，如通过快速重新计算生成树来响应拓扑变化。
   • 这使得网络能够更快地适应拓扑变化，减少网络中断的时间。

七、MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）：

        mstp用于在局域网（LAN）中创建多个生成树，以提供冗余路径并防止网络环路。它是在IEEE 802.1s标准中定义的，是STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）和RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）的扩展。

MSTP的主要特点包括：

1. 多个生成树：MSTP允许在同一个网络中创建多个生成树实例，每个实例称为一个MST实例。每个MST实例可以有自己的根桥和拓扑结构，从而提供了更好的网络设计灵活性。

2. 负载均衡：通过在不同的MST实例中分配不同的VLAN流量，可以实现流量的负载均衡，提高网络的整体性能。

3. 快速收敛：MSTP继承了RSTP的快速收敛特性，可以在网络拓扑发生变化时迅速调整，减少网络中断时间。

4. 兼容性：MSTP与STP和RSTP兼容，可以在同一个网络中与这些协议共存。

5. 区域化：MSTP支持将网络划分为多个区域（instances），每个区域可以有自己的生成树配置，这有助于管理大型网络。

MSTP的工作原理是通过在交换机之间交换BPDU（Bridge Protocol Data Units，桥接协议数据单元）信息来确定网络的拓扑结构，并选举每个MST实例的根桥。然后，根据根桥和每个交换机的位置，计算出到达根桥的最短路径，并阻塞其他路径以消除环路。同时，MSTP会根据配置将不同的VLAN流量映射到不同的MST实例，从而实现流量的负载均衡。

八、单域MSTP网络配置要求：

Region name       :4c1fcc946561 --默认设备存在名称（设备的
MAC地址）—必须保证单域配置一致.
Revision level     :0--修订等级：多域才有用，必须保证一致，
可不配
Instance  VLANs Mapped--实例和VLAN对应关系必须一致0         1 to 4094

[sw3]stp  enable 
[sw3]stp  mode mstp 
[sw3-mst-region]region-name aa--注意是区别大小写的
[sw3-mst-region]revision-level 10--可选（必须保证所有设备一致）
[sw3-mst-region]instance 1 vlan  1 to 10
[sw3-mst-region]instance  2 vlan  11 to  20--根据需求配置实例
和VLAN对应关系，所有设备一致
[sw3-mst-region]active region-configuration --激活配置
[sw23]stp  instance  1 root  secondary --配置设备位备份根桥