理解并演示：Root Guard（根保护）

理解并演示：Root Guard（根保护）

                              本文截自于博主CCNP交换技术稿件内容

     Root Guard是一种强制的根保护措施，它的作用是防止意外（或者非法）加入的交换机成为网络中的根桥，如图所示，原本交换环路中只存在S1、S2、S3时，正确的根桥应该是S1，因为它有最优势的BID（一般而言是因为MAC地址最小），如果此时在原本的交换环路中加入了一台更有优势BID的网桥比如new_S，此时它可能具备更小的网桥优先级，那么这台新加入的交换机new_S就可能成为原交换环路中的新的根桥，出现这种情况时，由于生成树的重计算（有时英文也在重配置），会直接导致原有的交换环路不稳定。比如图左边部分所示，在没有加入new_S这台潜在的非法网桥时，S1为根桥，S1的E0/0和E0/1都是指定端口；而S2的E0/0是根端口，E0/2为指定端口；S3的E0/1是根端口，E0/2是阻塞端口，至于为什么会是这样，笔者在CCNA部分的书稿有详细说明。当new_S这台潜在的非法交换机加入到原始的交换环路时，如图右边部分，一切将发生改变，生成树的稳定性将遭到破坏，此时new_S将成为新的根桥，因为它有更有优势的BID，new_S的E0/3是指定端口；S2的E0/3将变成根端口，E0/0和E0/2会变成指定端口;S1的E0/0变为根端口，E0/1变为指定端口；而S3的E0/2将变为根端口，E0/1将变为阻塞端口，而BPDU报文的流向也如虚箭头所绘会发生改变。

  而Root Guard（根保护）的意义就是在S2的E0/3上强制它成为指定端口，就是当S2的E0/3接口收到比当前更有优势的BPDU报文时（就是指的new_S发来的BPDU报文），S2会将该端口转到一种叫root-inconsistent（不一致的根）状态，并且在这种状态下该端口会进入阻塞状态，流量肯定也不会从该端口转发，达到保护并强化了原环路中的根（S1）地位的目标，注意此时root-inconsistent的状态相当于生成树的监听状态，如果new_S这台潜在的非法根桥，不再发送BPDU报文给S2的E0/3接口，那么该接口将自动结束root-inconsistent（不一致的根）状态，并取消对该端口的阻塞。

 

演示：启动Root Guard（根保护）的配置及效果检测

 

演示目标：

ü  在没有根保护时，加入非法交换机的情况

ü  在启动根保护时，加入非法交换机的情况

演示环境：如上图所示的演示环境。

演示背景：首先让交换机S1、S2、S3形成稳定的环路，并观察它在这个原本稳定的环路中生成树的选举及计算情况，暂时不要让new_S交换机接入到当前的交换环境，但是可以先将new_S交换机的BID配置到最小，一般通过调整new_S的生成树优先级来实现，这样就可以模拟new_S为非法交换机，并希望自己成为整个交换网络的根，具体配置可以通过在new_S的全局模式下执行spanning-treevlan 1 priority 28672来模拟一个更有优势的BID。然后再将new_S接入环路，并再次观察生成树的选举及计算过程，明确并取证哪些不稳定的情况，最后再到S2的E0/3上部署Root Guard（根保护）功能，明确并取证根保护功能对非法接入交换机new_S的约束效果。

演示步骤：

第一步：首先构造S1、S2、S3之间的稳定环路，当生成树的计算完成后，在交换机S3上可以通过show spanning-tree指令来查看稳定环路中的根桥及相关端口状态，如图所示，不难看出当前的S3是认可S1为环路的根桥的，并且E0/2端口是被阻塞，关于这一点在前面的理论部分已经有详细的描述。

第二步：现在将new_S接入到S2的E0/3从而进一步进入整个交换环路中，并观察原始环路的生成树引发重计算的不稳定因素，当完成非法交换机的接入后，首先在new_S上查看自身的一些情况，如图所示，可看出new_S把自己选成环路上新的根桥，因为它有更优势的BID，并且它有E0/3端口为指定端口并处于转发状态中。

 此时，不仅是new_S自己认同自己为环路中的新根桥，由于原始环路没有根保护功能，所以此时的S1、S2、S3都会认同非法接入的交换机new_S为新的根桥，比如在S3上执行showspanning-tree如图所示，可清晰的看到此时的S3出认可非法网桥new_S（aabb.cc00.0400）为新的根桥，并且以前的根端口（E0/1）现在变成了替代端口并处于阻塞状态，而以前的阻塞端口（E0/2）变成了当前的根端口，并处于转发状态，这就已经改变了原始生成树的拓扑构成，破坏了稳定性。

注意：现在将非法交换机New_S暂时从网络中取下，让环路恢复成只有S1、S2、S3的原始状态，确保S1是根桥，S3的E0/2再次被阻塞。为下一步检测Root Guard（根保护）的效果作好准备。

 

第三步：现在到交换机S2的E0/3接口（连接非法交换机new_S的接口）启动根保护功能，具体配置如下所示,然后可以通过在S2上执行showruning-config interface e0/3来查看当前E0/3接口上的根保护功能是否被开启，如图所示，明确根保护已经被成功开启。

 

启动根保护功能：

S2(config)#interfacee0/3

S2(config-if)#spanning-treeguard root   * 启动生成树的根保护

%SPANTREE-2-ROOTGUARD_CONFIG_CHANGE:Root guard enabled on port Ethernet0/3. *系统提示该接口根保护被启动

然后在完成上述的配置后，现在再次将非法交换机new_S连接到S2上的E0/3端口，因为new_S具备更优势的BID，如果S2的E0/3接收到这个更有优势的BPDU报文，将触发根保护功能，此时会发现，系统立即报告，根保护功能阻塞了S2的E0/3接口，具体显示如下：

 

关于根保护阻塞S2的E0/3接口的提示：

%SPANTREE-2-ROOTGUARD_BLOCK: Rootguard blocking port Ethernet0/3 on VLAN0001.

 

    然后用户可以在S2上通过showspanning-tree inconsistentports，来查看生成树的不一致状态，如图所示，明显看出S2的E0/3接口被转为不一致的根状态，此时该端口将处于阻塞状态，这个时候用户可以回到原始环路中的交换机S3上，执行showspanning-tree再次查看生成树的状态，如图所示，很明显S1的根地位被强化，S3仍然认同S1为根，相应的端口状态也保持原始环路的计算结果。