• RSTP端口状态迁移过程详解


    RSTP应用实例

      存在某网络拓扑如图1所示,各个网桥端口传输速率均为100Mbps,所有连接均无故障.在这里插入图片描述

    图1

      则使用RSTP协议构建的生成树如图2所示。

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    图2

    定期维护网络拓扑结构

      RSTP成功构建生成树后,每当间隔时间定时器溢出时,网桥每一个指定端口发送各自的端口BPDU(如图3所示)。由于每个端口的最优BPDU的溢出定时器初值是3×(Hello Time),因此,只要在3×(Hello Time)时间内接收到该端口最优BPDU,该端口最优BPDU就保持有效,网络拓扑就维持不变。

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    图3

    拓扑结构改变时端口状态迁移过程

    BID=1与BID=2连接断开

      如果图3的生成树中互连BID=1网桥和BID=2网桥之间的链路发生故障(如图4所示),BID=2网桥由于持续3×(Hello Time)时间没有接收到网桥最优BPDU,导致BID=2网桥回到初始状态,将自己作为根网桥,此时BID=2网桥各个端口BPDU如图4中所示。

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    图4

      每当间隔时间定时器溢出时,BID=2网桥的每一个端口就发送各自的端口BPDU。

    BID=2网桥与BID=3网桥

      当BID=3网桥端口1接收到BPDU=<2,0,2,4>时,由于端口1的端口BPDU=<1,19,3,1>优于收到的BPDU,该端口角色转换为指定端口,端口状态仍为丢弃状态,如图5所示。

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    图5

      由于BID=3端口1的端口角色转变为指定端口,但端口状态仍为丢弃状态,此时端口1会向BID=2的端口4发送Proposal BPDU=<1,19,3,1>。当BID=2网桥端口4收到该Proposal BPDU后,确定该BPDU为网桥最优BPDU,则指定端口4为根端口,如图6所示。

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    图6

      BID=2网桥确定端口4为根端口后,确定端口4的开销为38,且其BPDU=<1,38,2,4>,此时BID=2网桥其他端口的BPDU如图7所示。

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    图7

      由于BID=2网桥端口4是根端口,且各个端口状态为丢弃状态,BID=2网桥通过端口4发送Agreement BPDU。BID=3网桥端口1接收到Agreement BPDU后,将端口状态转变为转发状态。(如图8所示)

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    图8

      每当间隔时间定时器溢出时,BID=3网桥端口1发送标志位Forwarding置位的BPDU。BID=2网桥端口4接收到该BPDU后,将端口状态转变为转发状态。(如图9所示)

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    图9

    BID=2网桥与BID=4网桥

      当BID=4网桥通过端口1接收到BPDU=<2,0,2,2>,通过端口2接收到BPDU=<2,0,2,3>,通过端口3接收到BPDU=<1,19,3,3>时,确根端口3为根端口,端口3状态直接转变为转发状态(如图10所示),由此得到BID=4网桥的根路径开销为38,以此推到出BID=4网桥其他端口的端口BPDU如图11所示。

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    图10

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    图11

      每当间隔时间定时器溢出时,BID=4网桥的端口1发送Proposal BPDU=<1,38,4,1>,端口2发送Proposal BPDU=<1,38,4,2>,如图12所示。

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    图12

      当BID=2网桥通过端口2接收到Proposal BPDU=<1,38,4,1>时,由于端口2的端口BPDU=<1,38,2,2>优于接收到的BPDU,端口2维持指定端口角色不变,发送Proposal BPDU=<1,38,2,2>。端口3同样维持指定角色不变,发送Proposal BPDU=<1,38,2,3>,如图13所示。

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    图13

      当BID=4网桥通过端口1接收到Proposal BPDU=<1,38,2,2>时,由于该BPDU优先于端口BPDU=<1,38,4,1>,端口1的端口角色转变为替换端口(如图14所示),由于该端口为替换端口,且其他指定端口状态为丢弃状态,BID=4网桥通过端口1发送Agreement BPDU。当BID=4网桥通过端口2接收到Proposal BPDU=<1,38,2,3>时,端口2的端口角色同样转变为替换端口,并通过端口2发送Agreement BPDU。(如图15所示)

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    图14

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    图15

      当BID=2网桥分别通过端口2和端口3接收到Agreement BPDU时,两个端口的状态转换为转发状态,如图16所示。

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    图16

      完成上述过程后,重新构建的生成树即完成(如图17所示)

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    图17

    扩展:BID=1与BID=3连接断开

      如果生成树中互连BID=1网桥和BID=3网桥之间的链路发生故障(如图18所示),BID=3网桥由于持续3×(Hello Time)时间没有接收到网桥最优BPDU,导致BID=3网桥回到初始状态,将自己作为根网桥,此时BID=3网桥各个端口BPDU如图18中所示。

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    图18

      每当间隔时间定时器溢出时,BID=3网桥的每一个端口就发送各自的端口BPDU。

    BID=3网桥与BID=2网桥

      当BID=2网桥端口4接收到BPDU=<3,0,3,1>时,由于端口4的端口BPDU=<1,19,2,4>优于收到的BPDU,该端口角色仍为指定端口,端口状态仍为转发状态,如图19所示。

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    图19

      BID=2的端口4会向BID=3的端口1发送proposal BPDU=<1,19,2,4>。当BID=3网桥端口1收到该Proposal BPDU后,确定该BPDU为网桥最优BPDU,则执行端口1为根端口,而端口状态仍为丢弃状态,如图20所示。
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    图20

      BID=3网桥确定端口1为根端口后,确定端口1的开销为38,且其BPDU=<1,38,3,1>,此时BID=3网桥其他端口的BPDU如图21所示。

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    图21

      由于BID=3网桥端口1是根端口,且各个端口状态为丢弃状态,BID=3网桥通过端口1发送Agreement BPDU。BID=2网桥端口4接收到Agreement BPDU后,端口状态仍为转发状态(如图22所示)并向BID=3端口1发送一个Agreement BPDU。当BID=3端口1接收到该Agreement BPDU后,将端口状态转变为转发状态。(如图23所示)

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    图22

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    图23

    BID=4网桥

      当BID=4网桥通过端口1接收到BPDU=<1,19,2,2>,通过端口2接收到BPDU=<1,19,2,3>,通过端口3接收到BPDU=<3,0,3,3>时,确根端口1为根端口,端口3角色转变为根端口,端口状态仍为丢弃状态(如图24所示),由此得到BID=4网桥的根路径开销为38,以此推到出BID=4网桥其他端口的端口BPDU如图25所示。

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    图24

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    图25

      由于BID=4网桥端口1是根端口,且各个端口状态均为丢弃状态,BID=4网桥通过端口1发送Agreement BPDU。BID=2网桥端口2接收到Agreement BPDU后,端口状态仍为转发状态,如图26所示。

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    图26

      每当间隔时间定时器溢出时,BID=2网桥端口2发送置位标志位Forwarding置位的BPDU。BID=4网桥端口1接收到该BPDU后,将端口状态转变为转发状态。(如图27所示)

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    图27

      BID=4网桥通过端口2向BID=2发送Proposal BPDU,通过端口3向BID=3发送Proposal(如图28所示)。当BID=2端口3接收到Proposal BPDU后,判断本端口BPDU更优,端口角色保持不变,端口状态仍为转发状态(如图29所示)。当BID=3端口3接收到Proposal BPDU后,判断本端口BPDU更优,端口角色保持不变,端口状态转变为转发状态(如图29所示)。

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    图28

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    图29

      当BID=4端口2接收到Proposal BPDU后,由于该BPDU优于端口BPDU=<1,38,4,2>,端口角色转变为替换角色,端口状态仍为丢弃状态(如图30所示)。当BID=4端口3接收到Proposal BPDU后,由于该BPDU优于端口BPDU=<1,38,4,3>,端口角色转变为替换角色,端口状态转变仍为丢弃状态(如图30所示)。

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    图30
      完成上述过程后,重新构建的生成树即完成(如图31所示)

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    图31

    附录

    参考资料

    《路由和交换技术(第2版)》

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/z1r0s/p/14284150.html
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