1. はじめに
1. イーサネットスイッチングネットワークでは、リンクバックアップを実行し、ネットワークの信頼性を向上させるために、通常、冗長リンクが使用されますが、これによりネットワークループの問題も発生します。ネットワーク ループはブロードキャスト ストームや MAC アドレス テーブル ショックなどの問題を引き起こし、ユーザーの通信品質の低下、さらには通信の中断を引き起こします。スイッチングネットワークにおけるループ問題を解決するために、IEEEは802.1D規格に基づくSTP(Spanning Tree Protocol、スパニングツリープロトコル)を提案しました。LAN の規模が継続的に増大するにつれて、STP トポロジのコンバージェンスが遅いという問題が徐々に顕著になってきたため、IEEE は 2001 年に 802.1W 標準をリリースし、RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol、ラピッド スパニング ツリー プロトコル) を定義しました。 STP に基づいています。ネットワーク トポロジの高速コンバージェンスを実現するために改良が加えられました。
2. STP 設定 BPDU:
STP は、スイッチ間で設定 BPDU を渡すことによってルート スイッチ (またはルート ブリッジ) を選択し、各スイッチ ポートの役割とステータスを決定します。初期化中に、各スイッチは設定 BPDU をアクティブに送信します。ネットワーク トポロジが安定すると、ルート ブリッジのみが定期的にコンフィギュレーション BPDU を送信し、他のスイッチは上流からコンフィギュレーション BPDU を受信した後、独自のコンフィギュレーション BPDU を送信します。設定 BPDU には、ブリッジ ID、パス コスト、ポート ID などのパラメータが含まれています。
3. 不十分な stp:
STP はループ問題を解決できますが、ネットワーク トポロジの収束が遅いため、ユーザーの通信品質に影響を与えます。ネットワーク内のトポロジ構造が頻繁に変化すると、ネットワークの接続も頻繁に失われ、その結果、ユーザーの通信が頻繁に中断され、ユーザーにとっては耐え難いことになります。STP の不十分さ: STP はポートのステータスとポートの役割を詳細に区別しないため、初心者の学習や導入には役立ちません。ユーザーの観点からは、Listening、Learning、Blocking の各状態に違いはなく、ユーザー トラフィックは同じように転送されません。使用法と構成の観点から見ると、ポート間の最も本質的な違いはポートの状態ではなく、ポートが果たす役割です。STP アルゴリズムは、タイマーに依存してトポロジの変更を待機する受動的アルゴリズムであり、収束速度が遅くなります。STP アルゴリズムでは、安定したトポロジでは、ルート ブリッジがコンフィギュレーション BPDU をアクティブに送信し、その後他のデバイスによって処理され、最終的に STP ネットワーク全体に分散されることが必要です。
2、RSTPワークフロー
1. 各スイッチは RSTP を開始すると、自分自身を「ルート ブリッジ」とみなし、RST BPDU を送信します。すべてのポートは指定ポートであり、Discarding 状態になります。
2. アップストリーム リンクのデバイス相互接続ポートは、P/A メカニズムを通じてすぐにフォワーディング ステートに入ります。SW2 は、より良い RST BPDU を受信すると、SW1 が現在のルート ブリッジであると比較し、この時点で SW2 のポートが指定ポートではなくルート ポートになり、RST BPDU の送信を停止します。SW1 のポートは廃棄状態になり、プロポーザル ビットが設定された RST BPDU を送信します。SW2 はそれを受信すると、エッジ ポートを除く他のすべてのポートをブロックします (このプロセスは同期プロセスと呼ばれます)。SW2 のポートが同期されると、ルート ポートはすぐにフォワーディング ステートになり、合意ビットが SW1 に設定された RST BPDU を返します。メッセージを受信すると、SW1 は指定されたポートをただちに転送状態にします。
3. ダウンストリーム リンクのデバイス相互接続ポートは、新しいラウンドの P/A ネゴシエーションを実行します。SW2 のダウンストリーム ポートは指定ポートとして設定され、プロポーザル ビットが設定された RST BPDU の送信を続けます。SW3 のダウンストリーム ポートは、BPDU を受信した後、デバイスが受信した最適な BPDU ではないことが判明した場合、それを無視し、合意ビットが設定された RST BPDU を送信しません。SW2 のダウンストリーム ポートは、合意ビットが設定された応答メッセージを受信していないため、転送遅延の 2 倍待機した後、転送状態に入ります。
3. 実験
1. 実験的なトポロジ:
2. 実験要件:
(1). PC は VLAN10 に属し、スイッチの対応するインターフェイスを設定します。
(2). SW1/2/3 は企業の内部スイッチ、SW3 はルート スイッチとして設定され、SW2 はセカンダリ ルート スイッチとして設定されます。
(3). すべてのスイッチは RSTP プロトコルを実行します
(4). すべてのスイッチ インターフェイスの役割とステータスを観察します。
(5). SW1/2 は端末を接続するためのアクセススイッチとして使用され、マシン全体はデフォルトでエッジポートで構成され、対応する保護対策が有効になっています。
(6). 不正なスイッチをオンにし、ポートの状態を観察します。
(7). SW3 がルート スイッチであることを確認するには、ルート保護機能を有効にします 8. PC1 が PC2 に ping を実行し、SW2 の G0/0/2 インターフェイスを閉じ、ポートの切り替え時間を監視します
3. 実験コード:
3.1 スイッチにVLANを作成し、インターフェースを分割する
SW1
[Huawei] システム名 SW1
[SW1] vlan 10 [SW1] インターフェイス g0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]ポートリンクタイプトランク
[SW1-GigabitEthernet0/0/1] ポート トランク許可パス VLAN 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]ポートリンクタイプトランク
[SW1-GigabitEthernet0/0/2] ポート トランク許可パス VLAN 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/2] インターフェイス g0/0/3
[SW1-GigabitEthernet0/0/3]ポートリンクタイプアクセス
[SW1-GigabitEthernet0/0/3] ポートのデフォルト VLAN 10 SW2
[Huawei] システム名 SW2
[SW2] vlan 10 [SW2] インターフェイス g0/0/1
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]ポートリンクタイプトランク
[SW2-GigabitEthernet0/0/1] ポート トランク許可パス VLAN 10
[SW2-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0/0/2
[SW2-GigabitEthernet0/0/2]ポートリンクタイプトランク
[SW2-GigabitEthernet0/0/2] ポート トランク許可パス VLAN 10
[SW2-GigabitEthernet0/0/2] インターフェイス g0/0/3
[SW2-GigabitEthernet0/0/3]ポートリンクタイプアクセス
[SW2-GigabitEthernet0/0/3] ポートのデフォルト VLAN 10 SW3
[Huawei] システム名 SW3
[SW3] VLAN バッチ 10
[SW3] インターフェース g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/1]ポートリンクタイプトランク
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] ポート トランク許可パス VLAN 10
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0/0/2
[SW3-GigabitEthernet0/0/2]ポートリンクタイプトランク
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] ポート トランク許可パス VLAN 10
3.2 RSTP の構成と優先度の設定
SW1 [SW1] stp モード rstp SW2 [SW2] stp モード rstp [SW2] stp ルート セカンダリ SW3 [SW3] stp モード rstp [SW2] stp プライオリティ ルート プライマリ
3.4 SW1/2 エッジ ポート SW1 の設定 [SW1] stp エッジ ポート デフォルト [SW1] インターフェイス g0/0/1 [SW1-GigabitEthernet0/0/1] stp エッジ ポート ディセーブル [SW1-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0 /0/2 [SW1-GigabitEthernet0/0/2] stp エッジ ポートの無効化
#通信に影響を与えないように、スイッチ相互接続インターフェイスはエッジポート機能をオフにする必要があります
SW2
[SW2] stp エッジ ポート デフォルト [SW2] インターフェイス g0/0/1 [SW2-GigabitEthernet0/0/1] stp エッジ ポート ディセーブル [SW2-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0/0/2 [SW1-GigabitEthernet0 /0/2] stpedged-port disable 3.5 SW1/2 対応する保護措置を設定する
SW1
[SW1] stp bpdu-保護
SW2
[SW2] stp bpdu-protection
3.7 SW3 のルート保護を有効にする
SW3
[SW3] インターフェース g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] stp ルート保護
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] インターフェイス g0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] stp root-protectio