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.

图1

  则使用RSTP协议构建的生成树如图2所示。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

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）

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。

图10

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。

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。

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）

图14

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。

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）

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。

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。

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。

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。

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）

图22

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。

图24

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。

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）

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）。

图28

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）。

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）

图31

附录

参考资料：

《路由和交换技术(第2版)》