rstp和stp讲解
### STP与RSTP详解 #### 一、STP简介及不足之处 **STP**(Spanning Tree Protocol,生成树协议)是一种用于避免局域网(LAN)中出现环路的技术。它通过确保局域网中不存在环路来防止广播风暴的发生。STP的核心思想是在一个具有多个连接的局域网环境中建立一个无环路的逻辑拓扑结构。 - **STP工作原理简述** - 在STP中,每个交换机(或称为网桥)会根据一系列标准计算出一个所谓的“最优路径”,从而决定哪些端口应该转发数据,哪些端口应该被阻塞。 - 端口的状态变化包括:禁用(Disabled)、阻塞(Blocking)、侦听(Listening)、学习(Learning)和转发(Forwarding)。 - **STP存在的问题** - **收敛时间过长**:当网络拓扑发生变化时,STP需要一定的时间才能重新计算并建立一个新的生成树。这段时间内网络可能会出现短暂的环路,导致广播风暴等问题。 - **带宽利用率低**:为了防止环路,STP往往会关闭一些冗余链路,这使得这些链路的带宽无法得到有效利用。 #### 二、RSTP改进 **RSTP**(Rapid Spanning Tree Protocol,快速生成树协议)是在STP基础上发展起来的一种更高效的协议,其主要改进点在于: - **快速收敛**:RSTP通过减少不必要的状态转换来加快网络的收敛速度。在拓扑发生变化后,RSTP可以迅速做出反应,避免了长时间的数据包丢失。 - **增加端口角色**:除了传统的根端口和指定端口外,RSTP还引入了新的端口角色,如Alternate端口和Backup端口,增强了网络的灵活性和可靠性。 - **配置BPDU优化**:RSTP减少了配置BPDU的数量,并且在网络稳定后只在链路两端交换BPDU,降低了网络负担。 #### 三、RSTP快速收敛原理 - **快速收敛的关键**:RSTP通过改变端口状态的转换规则以及BPDU的处理方式来实现快速收敛。 - **BPDU处理优化**: - 在RSTP中,网桥会将接收到的配置BPDU与其自身的配置BPDU进行比较,以确定最优的配置BPDU。 - 配置BPDU的比较原则是基于优先级向量的大小,优先级向量包含:Root Bridge ID、Root Path Cost、Designated Bridge ID、Designated Port ID 和 Receiving Bridge Port ID。 - **端口状态转换**:在RSTP中,端口可以直接从Learning状态转换到Forwarding状态,而无需经历Listening状态。 #### 四、RSTP与STP兼容性 - **兼容模式**:RSTP可以与STP兼容,当RSTP设备与STP设备相连时,RSTP设备会自动退化为STP模式,以确保两个协议之间的互操作性。 - **混合网络中的注意事项**:在混合网络环境中,需要注意配置参数的一致性和网络设计的合理性,以避免潜在的问题。 #### 五、典型配置案例 - **配置示例**:假设网络中有四个交换机SWA、SWB、SWC和SWD,它们的BID分别为0、8192、32768和4096。根据配置BPDU的比较原则,我们可以确定每个交换机的根桥ID和根路径开销等关键信息。 - **确定根桥**:在本例中,SWA拥有最低的BID (0),因此被选作根桥。 - **根端口与指定端口**:根据各交换机的根路径开销和其他配置BPDU的信息,我们可以确定每个交换机上的根端口和指定端口。 - **Alternate端口**:对于非最优端口,它们会被标记为Alternate端口或阻塞端口,以防止环路发生。 #### 六、总结 通过上述介绍可以看出,RSTP相比STP在提高网络收敛速度和增强网络稳定性方面做了很多改进。理解STP和RSTP的工作原理及配置方法对于网络管理员来说至关重要,特别是对于构建高效、可靠的企业级网络环境而言。希望本文能够帮助初学者更好地理解这两种协议及其应用场景。