华为数通HCIE面试题目解密系列之RSTP边缘端口

Posted 2020-12-03

以下是华为数通面试考试的一道真题，原题如下；

请举例说明 stp 的 edge port 的作用,用在什么场景，并且使用 edge port 会碰到什么问题，怎么解决和防止？

提到边缘端口，我们是在NP课程的交换部分第一次接触，在RSTP中深入讲解了边缘端口的作用，作用如下；

<1>配置边缘端口的端口在UP后即可直接将端口的状态转变为forwarding状态， 不需要经历转发延时。
<2>网络发生变化，边缘端口所在交换机上的根端口发生变化时，边缘端口可以继续保持forwarding状态，持续为连接到边缘端口的设备转发流量。
<3>边缘端口从down转变为forwarding状态不算拓扑变化，不会触发产生TC报文；可以避免MAC表刷新。

以下是之前的考生跟考官的对话，可以脑补一下考试的现场画面；

我说完作用后，然后问考官有没有什么问题（如果他没有问题，我就接着说应用场景），但是考官就开始问了：“你刚才说边缘端口转为forwarding不算拓扑变化，那要是down了呢，算拓扑变化吗？”我回答“不算。”考官说“你确定吗？”我当时犹豫了一会儿说：“确定，因为如果边缘端口down了，交换机就直接在它的MAC地址表项里删除这个条目了，不会向其他交换机发TC-BPDU。”考官又问：“如果是普通端口，在down了之后，算拓扑变化吗？”我回答：“不算。”然后考官停顿了一会儿，问“你刚才说根端口发生变化时，边缘端口不会被同步，在什么情况下根端口会发生变化呢？”我说：“当一个非边缘端口DOWN的时候，比如说一个交换机连接根交换机的端口DOWN了，那么它的根端口就发生变化了。”考官好像没太理解，说“你能不能画个图解释一下，抛去边缘端口不谈，就说普通端口down了，交换机怎么处理？”我当时已经有点蒙了，觉得这道题好像已经跟边缘端口没什么关系了。我等了几秒后，就给他在电脑屏幕上画了一个图，解释了一下，当交换机检测到拓扑改变的时候，STP和RSTP是怎么做的，其中提到了TC-BPDU。考官又开始追问了“你说的这个TC-BPDU和普通的BPDU有什么区别？”我回答：“TC-BPDU的flag字段中的TC位置位。”考官停顿了几秒，说没有问题了，然后问另一个考官“X老师（具体姓什么我忘了），你还有什么问题么？”那个考官说“没有问题了。”然后考官说“你可以继续下一道了。”

这里注意了，什么是拓扑变化，拓扑变化一定是一个非边缘端口从不转发状态（down或者是discarding状态）转变为转发状态（forwarding）状态才算拓扑变化，是拓扑变化就会触发TC。一个非边缘端口从转发状态变为不转发状态不算拓扑变化，不会引发TC。

那TC的作用什么呢？
TC的作用是当拓扑发生变化候能够起到快速老化或者删除（华为实际为删除）MAC的效果，以此来防止由于拓扑已经发生变化，mac地址存在导致交换机误转数据这样的问题。

但是TC被华为交换机收到后会删除那些接口的MAC地址呢？是删除全部吗？
不是，除了收到TC BPDU的端口以外的其他端口（除边缘端口以外）MAC表项全部清空。如下图所示；

边缘端口虽然很好，如果使用不当就会出现以下问题；

<1>临时环路的问题。（下图中HUB可以是无STP运行的switch） 初始时当Edge Port 在没有收到BPDU,且都处于forwarding state时，loop出现。既然是临时环路，这里就要问题大家了，临时环路是多久？欢迎大家评论提交你的答案啊。

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<2>当边缘端口收到 BPDU 时，就丧失了边缘端口的特性，成为普通的 STP 端口，并重新进行生成树计算，从而引起网络震荡。

如果解决呢，需要配置BPDU保护：
交换机上启用了BPDU 保护功能后，如果边缘端口收到STP BPDU，边缘端口将被shutdown，但是边缘端口属性不变，同时通知网管系统. 被shutdown的边缘端口只能由网络管理员手动恢复。 如果用户需要被shutdown的端口自动恢复，可通过配置使能端口自动恢复功能，并可设置延迟时间。被shutdown 的端口经过延迟时间后能够自动恢复。边缘端口状态恢复后，如果再次收到RST BPDU，该边缘端口将再次被shutdown。