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1、OptiX NG-SDH以太网单板RSTP特性专题文档密级：内部公开资料编码产品名称OptiX NG-SDH使用对象技术支持工程师产品版本V100R001及其以上版本编写部门数据特性研发资料版本V1.10OptiX NG-SDH以太网单板RSTP特性专题拟 制：黄沛 60006269日 期：2006-11-15审 核：日 期：审 核：日 期：批 准：日 期：华 为 技 术 有 限 公 司版权所有 侵权必究修 订 记 录日 期修订版本描 述作 者2006-11-15V1.00初稿黄沛 600062692008-1-5V1.10文档整体优化OSN产品族2019-10-17华为机密，未经许可不得扩散
2、第2页, 共35页OptiX NG-SDH以太网单板RSTP特性专题文档密级：内部公开目录1概述71.1原理71.1.1问题的提出71.1.2生成树的解决方案81.1.3生成树的原理81.1.4生成树的实现131.1.5生成树的管理151.1.6快速生成树161.1.7动态过滤数据库的清空规则201.1.8快速生成树和生成树的兼容202组网配置及使用建议212.1典型组网212.2网管配置212.2.1各网元业务配置图232.2.2配置过程252.2.3查询STP/RSTP运行信息333测试指导343.1测试仪表343.2测试项目343.3测试方法344故障处理344.1故障处理思路344.2
3、典型问题处理354.2.1案例一：RSTP端口异常Discarding355已知缺陷介绍35图目录图1环形网络图7图2生成树对环形网络处理图8图3STP端口状态图10图4RSTP典型组网图21图5NE1和NE2的单板信息22图6NE3的单板信息22图7业务配置图23图8VB挂接端口配置图29图9创建VLAN30图10使能RSTP图133图11使能RSTP图233表目录表1 配置BPDU报文格式11表2 TCN报文格式12表3 RSTP BPDU报文格式16表4 STP和RSTP端口状态的对应关系19表5 以太网业务连接关系对照表123表6 以太网业务连接关系对照表224表7 转发过滤表24表8
4、 网桥优先级表25表9 配置STP/RSTP的简要过程25表10 以太网接口基本属性参数说明26表11 以太网接口TAG属性参数说明26表12 以太网LAN业务参数说明28表13 网桥参数说明31表14 端口参数说明32表15 内部端口状态34关键词：RSTP摘 要：RSTP功能是NG-SDH产品支持二层交换功能的数据单板所支持的基本功能，到目前为止各数据单板的RSTP功能的实现方式基本一致。本文以EMS4/EGS4单板为例，详细的说明了RSTP的产生背景，原理，工作方式，适用场景，配置方法，测试方式以及现有的缺陷。缩略语清单： Abbreviations缩略语Full spelling 英文
5、全名Chinese explanation 中文解释RSTPRapid Spanning Tree Protocol快速生成树参考资料清单：无OptiX NG-SDH以太网单板RSTP特性专题1 概述1.1 原理1.1.1 问题的提出图1 环形网络图对于二层交换，面临的拓扑往往是存在环路的。以一个完全拓扑为例，如图1所示。 从一个网桥A到另一个网桥B有数条路径，当网桥A发送一条广播或多播报文时，网桥B会收到从网桥A直接发送的报文，网桥C转发的报文，网桥D转发的报文。随后，网桥B将收到的从网桥C和网桥D分别转发的报文，再次转发到网桥A。网桥A又可能继续转发这个报文。上面的例子很明显有如下问题：1
6、. 存在链路冗余，浪费网络资源2. 存在以太网环路，形成网络风暴。生成树就是为解决这些问题的一种协议。1.1.2 生成树的解决方案如果将环形网络中适当地阻塞某些端口，最终使拓扑成为树状，每两个网桥之间都只有一条路径，可以解决以上问题。图1的拓扑结构，经生成树算法处理后，假设得到新的树状拓扑，如图2所示，上面提到的问题可以得到根本解决。图2中，打叉的地方表示网桥的端口已阻塞；该端口所连接的链路已不能传送用户数据报文，即图中的虚线。图2 生成树对环形网络处理图1.1.3 生成树的原理1. 基本概念F 网桥ID由网桥的优先级和全局唯一的MAC地址组成的编号。占用64位，其中优先级在高16位，MAC地
7、址在低48位。整个网桥ID在生成树中也代表优先级，ID越小，在BLAN上的优先级越高。F 端口号和端口ID端口ID由端口的优先级和网桥上唯一的端口号组成。 占用16位，其中优先级在高8位，端口号在低8位。整个端口ID在生成树中也代表优先级，ID越小，在网桥中的优先级越高。F Root桥接LAN上优先级最高的网桥。BLAN上只有一个root，它是与之相连的每个 LAN的指定网桥。root是一个生成树的运行结果，不是生成树的参数。F 指定端口对LAN而言，是向root方向连接，并向root方向收发帧的端口。每个LAN上有一个指定端口，指定端口是网桥发送CBPDU的端口。 F 指定网桥指定端口所在的
8、网桥。每个LAN上有一个指定网桥。指定端口要拷贝网桥的信息，所以指定网桥的选择要在根端口选择之后。 F 根端口 对网桥而言，是向root方向收发帧的端口。是记录最佳信息，并作为发送时的信息标准端口。所有端口都记录收到的更优信息，但只有根端口记录更优配置超时值。网桥要拷贝根端口记录的信息。 每个网桥上处于Forwarding状态的端口一定是根端口或指定端口。 F 备用端口处于Enabled状态，但既不是根端口也不是指定端口的端口。属于拓扑结构的一部分。F 路径值判定报文通过网桥端口发送所需开销的衡量标准。端口速率越大，路径值越小。F 指定路径值端口收到root发出的帧，所需的最小开销(cost)
9、。 每个端口都有一个指定路径值。指定端口的指定路径值是网桥的根路径值。F 根路径值root端口的指定路径值与root端口的路径值之和。网桥有一个根路径值。F 指定root认为是root的网桥。指定root最终只有一个能成为root，即最终所有网桥的指定root都是同一网桥root。端口和网桥都有指定root。指定端口的指定root和网桥的指定root以及 根端口的指定root是同一个网桥。指定root是生成树的一个参数。2. 端口状态端口有两种基本状态：Enabled和Disabled。Enabled又分为四种状态：Blocking、Listening、Learning和Forwarding。
10、Disabled（关闭）：在这种状态下，端口不参与拓扑，不转发任何报文。这种状态可以有Enabled的任何状态转变得到，而由这种状态进入Enabled，必须到Blocking。由于不是拓扑的一部分，生成树无法控制这种状态，而必须由管理控制。图3 STP端口状态图Blocking（阻塞）： 在这种状态下，端口属于拓扑的一部分，不转发报文。Listening（侦听）： 在这种状态下，端口属于拓扑的一部分，可转发BPDU ，丢弃帧，是拓扑生成或转变过程中暂时的一种状态。Learning（学习）： 在这种状态下，端口属于拓扑的一部分，可转发BPDU，丢弃帧，是拓扑生成或转变过程中暂时的一种状态。For
11、warding（转发）： 在这种状态下，端口属于拓扑的一部分，可转发帧和BPDU。通过控制端口的状态，使某些端口最终进入Forwarding或Blocking，凡是存在环路的地方都断开其中的至少一个端口，以避免环路。这是生成树算法的根本目标。3. BPDU生成树使用专用协议数据单元网桥协议数据单元BPDU（bridge protocol data unit)。BPDU分为两种：配置BPDU（CBPDU）和拓扑更改通知BPDU（TCN）。CBPDU报文用于在各网桥之间相互传递网桥和端口的信息。在生成拓扑时和回应TCN报文时，都需要发送CBPDU。TCN报文用来通知父节点拓扑需要更改。F CBPD
12、U的格式如下：表1 配置BPDU报文格式协议ID12协议版本ID3BPDU 类型4标志组合5Root ID678910111213根路径值14151617网桥ID1819202122232425端口ID2627消息时限(MessageAge)2829最大时限(MaxAge)3031HelloTime3233传递时延(ForwardDelay)3435F 拓扑更改通知BPDU表2 TCN报文格式协议标识符12协议版本标识符3BPDU 类型44. 生成树的计时器生成树使用六种计时器，包括三个网桥计时器：Hello计时器、Tc计时器、TCN计时器，以及三种端口计时器Hold计时器、Message计时
13、器、Forward Delay计时器。F Message Age计时器仅用于非指定端口。用来检查网络是否出现失败。端口有一项Message Age参数 ，Root产生CBPDU时，会将这个值清零，并将它放在BPDU中发送。当端口收到更优CBPDU后，用它修改Message Age计时器的当前计时值。端口转发CBPDU时，会将Message Age加上一个固定的增量。只有阻塞的端口和root端口才会打开Message Age计时器。非指定端口的Message Age计时器一直处于打开状态，收到优于或等于记录的报文时，将Message Age计时器的计时值更改为报文的Message Age。端口的
14、Message Age计时器一旦超时，算法将认为拓扑需要重配。F Hello计时器是root使用的计时器。用来保证root定期产生CBPDU。在拓扑生成和更改期间，保证拓扑生成；拓扑稳定后定期发送CBPDU到各网桥，以表示拓扑运行正常。F Hold计时器指定网桥使用的计时器，用来保证两次BPDU发送之间有一个最小时间间隔，不至于过于频繁地发送。发送CBPDU时把它打开。当有CBPDU需要发送时，先等待该计时器到期，到期才发送。如果等待期间又有CBPDU需要发送，新的CBPDU会覆盖旧的CBPDU。 Hold计时器是非定期不是定期打开，定期关闭计时器，从传送CBPDU时开始计起，到期若没有CBPDU需要传送就关闭了。F Topology Change计时器root使用的计时器。在root收到TCN后的一段时间内，收到更
