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1. P/A机制简介
1.1 P/A机制的作用
1.2 P/A协商的前提条件
1.3 RSTP选举思路
2. P/A协商过程
3. 举例说明RSTP的生成树形成过程
3.1 示例环境要求
3.2 RSTP的生成树形成过程
3.2.1 SW和SW1之间链路上抓包分析
3.2.2 SW和SW2之间链路上抓包分析
3.2.3 SW1和SW2之…目录
1. P/A机制简介
1.1 P/A机制的作用
1.2 P/A协商的前提条件
1.3 RSTP选举思路
2. P/A协商过程
3. 举例说明RSTP的生成树形成过程
3.1 示例环境要求
3.2 RSTP的生成树形成过程
3.2.1 SW和SW1之间链路上抓包分析
3.2.2 SW和SW2之间链路上抓包分析
3.2.3 SW1和SW2之间链路上抓包分析
3.2.4 SW2和SW3之间链路上抓包分析
3.2.5 SW1和SW3之间链路上抓包分析
3.2.6 备份端口选举抓包分析 1. P/A机制简介
PProposal/AAgreement机制---请求/确认机制 P/A机制 PProposal-协商 AAgreement-同意 P/A机制是RSTP Rapid Spanning Tree Protocol快速生成树协议中的一个关键组成部分它允许指定的端口在满足一定条件下快速进入转发状态而无需等待定时器的超时。
1.1 P/A机制的作用 为了使生成树链路上的端口根端口、指定端口快速进入转发状态不用等待30秒延时2个转发延时。
1.2 P/A协商的前提条件 P/A机制的触发前提是DP端口处于Discarding状态两台交换设备之间链路必须是点对点的全双工模式一旦P/A协商不成功指定端口到转发状态就需要等待两个转发延时30秒协商过程与STP一样。
1.3 RSTP选举思路 RSTP选举原理和STP本质上相同选举根交换机-选举非根交换机上的根端口-选举指定端口-选举预备端口和备份端口。 事实上对于STP指定端口的选择可以很快完成主要的速度瓶颈在于为了避免环路必须等待足够长的时间使全网的端口状态全部确定也就是说必须要等待至少一个Forward Delay所有端口才能进行转发。而RSTP的主要目的就是消除这个瓶颈通过阻塞自己的非根端口来保证不会出现环路。而使用P/A机制加快了上游端口转到Forwarding状态的速度。 RSTP在选举的过程中加入了“发起请求-回复同意”P/A机制这种确认机制由于每个步骤有确认就不需要依赖计时器来保证网络拓扑无环后才进入转发状态只需要考虑BPDU发送报文并计算无环拓扑的时间一般都是秒级。解决了STP网络收敛慢问题。
2. P/A协商过程 如下图所示根桥S1和S2之间新添加了一条链路。在当前状态下S2的另外几个端口p2是Alternate端口p3是指定端口且处于Forwarding状态p4是边缘端口。 Proposal/Agreement过程示意图 新链路连接成功后P/A机制协商过程如下
p0和p1两个端口马上都先成为指定端口发送RST BPDU。S2的p1口收到更优的RST BPDU马上意识到自己将成为根端口而不是指定端口停止发送RST BPDU。S1的p0进入Discarding状态于是发送的RST BPDU中把proposal置1。S2收到根桥发送来的携带proposal的RST BPDU开始将自己的所有端口进入sync变量置位。p2已经阻塞状态不变p4是边缘端口不参与运算所以只需要阻塞非边缘指定端口p3。各端口的synced变量置位后p2、p3进入Discarding状态p1进入Forwarding状态并向S1返回Agreement位置位的回应RST BPDU。当S1判断出这是对刚刚发出的Proposal的回应于是端口p0马上进入Forwarding状态。 上述P/A机制协商过程是华为官方资料描述说明了两个RSTP交换机端口之间新加链路的P/A协商过程没有讲述整个RSTP网络如何进行P/A协商的生成树如何形成的。
3. 举例说明RSTP的生成树形成过程
3.1 示例环境要求 组网如下图所示提前配置SW为根交换机所有交换机都配置成RSTP模式。为便于网络数据抓取每两台交换机之间用两台集线器hub相连先开启所有集线器然后在集线器间的节点上抓取数据最后选中所有交换机点击开启设备。 3.2 RSTP的生成树形成过程 通过抓包分析根交换机、根端口、指定端口、预备端口和备份端口的选举RSTP的生成树形成过程。
3.2.1 SW和SW1之间链路上抓包分析 SW的Eth 0/0/1和SW1的Eth 0/0/3两个端口马上都先成为指定端口并处于Discarding状态发送Proposal位置位1的RST BPDU。 SW1的Eth 0/0/3口收到更优的Proposal位置位1的RST BPDU 1马上意识到自己将成为根端口而不是指定端口 2阻塞除SW1的Eth 0/0/3口和边缘端口外的所有端口 3给SW的Eth 0/0/1口回复Agreement位置位1的RST BPDU 4SW1所有非边缘端口发送Topology Change位置位1的RST BPDU更新Mac地址表 5停止发送RST BPDU。 SW交换机收到P/A请求的回应后 1SW的Eth 0/0/1端口马上进入Forwarding状态 2SW的所有指定端口发送Topology Change位置位1的RST BPDU更新Mac地址表。 到此SW的Eth 0/0/1端口和SW1的Eth 0/0/3端口之间的链路P/A协商完成SW为根交换机SW的Eth 0/0/1为指定端口SW1的Eth 0/0/3为根端口。
3.2.2 SW和SW2之间链路上抓包分析 分析过程和SW的Eth 0/0/1端口至SW1的Eth 0/0/3端口之间的链路P/A协商一样不再赘述确认SW为根交换机SW的Eth 0/0/2为指定端口SW2的Eth 0/0/3为根端口。 3.2.3 SW1和SW2之间链路上抓包分析 SW1的Eth 0/0/1和SW2的Eth 0/0/1两个端口马上都先成为指定端口并处于Discarding状态发送Proposal位置位1的RST BPDU。 上述图说明P/A协商失败SW2交换机发送了约15秒的P置位 RST BPDUSW2的Eth 0/0/1端口进入Learning状态15秒后进入forwarding状态。 一旦P/A协商不成功指定端口的选择就需要等待两个Forward Delay协商过程与STP一样SW1和SW2交换机根交换机ID和根路径开销都一样所以按照STP指定端口选举规则进行选举需要通过比较各自的交换机IDBID选举指定端口SW1的ID是32768.4c1f-ccbe-6957SW2的ID是32768.4c1f-cc16-6c7aSW1的ID大于SW2的ID所以SW2的Eth 0/0/1口为指定端口SW1的Eth 0/0/1口为预备端口。
3.2.4 SW2和SW3之间链路上抓包分析 分析过程和SW的Eth 0/0/1端口至SW1的Eth 0/0/3端口之间的链路P/A协商一样不再赘述确认SW为根交换机SW2的Eth 0/0/2为指定端口SW3的Eth 0/0/1为根端口。
3.2.5 SW1和SW3之间链路上抓包分析 SW1的Eth 0/0/2和SW3的Eth 0/0/2两个端口马上都先成为指定端口并处于Discarding状态发送Proposal位置位1的RST BPDU。 上述图说明P/A协商失败SW1交换机发送了约15秒的P置位 RST BPDUSW1的Eth 0/0/2端口进入Learning状态15秒后进入forwarding状态。 一旦P/A协商不成功指定端口的选择就需要等待两个Forward Delay协商过程与STP一样。SW1和SW3交换机根交换机ID一样SW1根路径开销是200000SW3根路径开销是400000按照STP指定端口选举规则进行选举SW1根路径开销小所以SW1的Eth 0/0/2口为指定端口SW3的Eth 0/0/2口为预备端口。 3.2.6 备份端口选举抓包分析 如上网络拓扑图所示在链路6和链路7上抓包 从上图可以看出数据都是从SW3的Eth 0/0/3口发出的RST BPDU说明SW3在发送RST BPDU前因为根交换机ID、跟路径开销、当前交换机ID都一样所以通过比较端口IDPID选择小端口ID的Eth 0/0/3端口为指定端口大端口ID的Eth 0/0/4端口为备份端口。
SW3的Eth 0/0/3口P/A协商是失败的是按照STP指定端口选举规则进行选举的。
RSTP的生成树是每条链路之间进行P/A协商有更优RST BPDU立即更新。Alternate端口就是由于学习到其它交换机发来的更优配置BPDU报文更小的RID而阻塞的端口。Backup端口就是由于学习到自己发送的更优配置BPDU报文而阻塞的端口。
