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RSTP原理-路由交换原理12-【HCNA笔记】

2022-11-25 星期五 / 0 评论 / 0 点赞 / 37 阅读 / 7960 字

RSTP看的比较混乱,先放一放1、RSTP BPDU报文格式相对于STP BPDU报文格式,RSTP与之相差不大,主要区别在于取消了TCN BPDU,Protocol Version ID字段值为0x

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RSTP看的比较混乱,先放一放


1、RSTP BPDU报文格式

    相对于STP BPDU报文格式,RSTP与之相差不大,主要区别在于取消了TCN BPDU,Protocol Version ID字段值为0x02代表RSTP,BPDU Type字段值为0x02代表RSTP BPDU,使用了Flags字段中的全部8位,另外还增加了Version 1 Length字段,该字段值为0x00代表本DPBU中不包含Version 1的内容,其含义表示该BPDU仅支持RSTP(0x02)、MSTP(0x03)、SPT(0x04)三种协议。

RSTP BPDU1
Protocol IDProtocol Version IDBPDU TypeFlagsRoot IDRoot Path Cost
2字节1字节1字节1字节8字节4字节


RSTP BPDU2
Bridge IDPort IDMessage AgeMax AgeHello TimeFonward DelayVersion 1 Length
8字节2字节2字节2字节2字节2字节2字节

Protocol Version ID:协议版本号,生成树目前有三个版本,0x02代表RSTP。

BPDU Type:BPDU类型,0x02代表RSTP BPDU。

Flags:BPDU标志位,由8位组成,详细内容如下:


TCAAgreementForwardingLearningPort RoleProposalTC
1位1位1位1位2位1位1位

    TCA:拓扑改变确认标志位。

    Agreement:握手回应标志位,收到握手请求标志位被置一的BPDU后,若网桥的所有端口均处于Synced状态,则返回Agreement置位的BPDU。

    Forwarding:转发状态标志位,该位被置一就表明发送此BPDU的端口处于转发状态。

    Learning:学习状态标志位,该位被置一就表明发送此BPDU的端口处于学习状态。

    Port Role:端口角色标志位,用于标识发送本BPDU端口的角色,包括:

        00:Unknown    未知角色

        01:Alternate/Backup Port    替换端口或备份端口

        10:Root Port    根端口

        11:Designated Port  指定端口  

    Proposal:握手请求标志位,用于向对端协商成为转发状态。所有处于Discarding/Learning状态的端口生成的BPDU都将Proposal置位,若收到对端Agreement置位的BPDU,则立即进入Learning状态,并在随后进入Forwarding状态。

    TC:拓扑改变标志位。


2、RSTP端口角色

    除了STP中原有的根端口和指定端口之外,RSTP还增加了替换端口、备份端口和边缘端口。

根端口:同STP。

指定端口:同STP。

替换端口:当根端口被阻塞后,替换端口将成为新的根端口。

备份端口:当指定端口失效后,备份端口将成为新的指定端口。

边缘端口:不与其他设备连接的端口,一般与用户终端连接。


3、RSTP端口状态

    RSTP将STP中原有的监听、学习、转发、阻塞、禁用缩减为三个。

    Discarding:禁止,RSTP将STP中的监听、阻塞和禁用合并为RSTP中的禁止状态。该状态下不能接收和转发数据,也不能学习MAC地址表,但可以接收BPDU。RSTP会在禁止状态下完成各端口的角色选举,被选举为根端口或指定端口的端口会进入学习状态,确定为替换端口和备份端口的会保持禁止状态。

    Learning:学习,选举完成的根端口和指定端口会进入学习状态,该状态下端口工作内容与STP相同,学习MAC地址并随后进入转发状态开始收发用户流量。

    Forwarding:转发,与STP一样,MAC地址学习完成的根端口和指定端口就会进入转发状态,开始收发用户流量。


4、RSTP工作过程

    选举根桥:RSTP根桥选举过程与STP基本一致,开启RSTP协议的交换机启动后默认自己为根桥,此时所有端口进入禁止状态,并向相邻的其他设备发送BPDU报文,该报文中根桥ID就是发送设备自己的ID。比较过程与STP类似,并继续向相邻设备转发最优的BPDU报文,最终选出BPDU最优的根桥。

    上图所示的网络中,由于交换机的默认优先级一致,所以比较其MAC地址得到SW1的优先级最高,故选SW1为根桥。

    选举根端口:根桥选举完成后,根桥sw1会发送一个BPDU给相邻的交换机,该BPDU中Proposal被置位,其含义是告诉接收的设备若该BPDU是最优的则应将收到该BPDU的端口定为根端口,且立即进入转发状态,所以sw2-0和sw4-0将被选为根端口。而后sw2和sw4分别向相邻的设备发送BPDU,该BPDU中包含了前面路径的开销,且Proposal被置位。后面的设备会重复这个过程,路径开销与STP计算方式一样。


交换机
端口路径开销根端口
sw2
sw2-019

sw2-0

sw2-119+4+19
sw3sw3-019+19
sw3-1
sw3-119+4
sw3-219+19+19+19
sw4sw4-019
sw4-0
sw4-119+19+4
sw4-219+19+19+19+19
sw5sw5-019+19
sw5-0
sw5-119+4+19+19
sw6sw6-019+4+19
sw6-0
sw6-119+19+19

    

    选举指定端口:进行根端口选举时,各交换机会向相邻的设备发送BPDU,收到该BPDU的设备若没有根端口则会将收到该BPDU的端口定为根端口,若设备已有根端口,则会将收到该BPDU的端口定为指定端口,将非最优的端口定为替换端口。


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