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前言
- STP的不足
- RSTP端口角色
- RSTP边缘端口
- 端口状态
- RSTP BPDU
- 链路故障/根桥失效、
- RSTP拓扑变化处理
- STP兼容
前言
STP协议虽然能够解决环路问题，但是收敛速度慢，影响了用户通信质量。如果STP网络的拓扑结构频繁变化，网络也会频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断。因此IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了快速生成树协议RSTP，RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。
STP通过时间进行收敛，收敛时间为30-50s，RSTP中有P/A机制，提升收敛速度至1-2s。
1. STP的不足
收敛时间太长
网络拓扑变化可能导致频繁断网
2. RSTP端口角色
- DP：指定端口
- RP：根端口
- AP（alternate）：作为指定端口的备份端口（如果指定端口出现问题，会将A口直接变为DP口）
- BP（backup）：作为根端口的备份端口（如果根端口出现问题，会将B口直接变为RP口）
3. RSTP边缘端口
RSTP里，位于网络边缘的指定端口被称为边缘端口。边缘端口一般与用户终端设备直接连接，不与任何交换设备连接。边缘端口不接收配置BPDU报文，不参与RSTP运算，可以由Disabled状态直接转到Forwarding状态，且不经历时延，就像在端口上将STP禁用了一样。但是，一旦边缘端口收到配置BPDU报文，就丧失了边缘端口属性，成为普通STP端口，并重新进行生成树计算，从而引起网络震荡。
4. 端口状态
Disabled，blocking，learning状态都不进行MAC地址的学习，直接放入discarding状态。
5. RSTP BPDU
Port Role（端口角色），两个比特位，四种可能性：
00 Unknown
01 Alternate/Backup Port
10 Root Port
11 Designated Port
6.RSTP收敛过程
每一台交换机启动RSTP后，都认为自己是根桥，每个端口发送proposal置位的BPDU，交换机收到BPDU后比对自己的BID，SWA收到SWB的BPDU后会忽略，SWB会接受SWA的BPDU，将DP口转换为RP口，将端口转换为discarding状态，防止环路。所有端口进入阻塞状态，SWB会向SWA发送一个agreement置位的BPDU，认可根桥。
当SWA和SWB进行协商时，SWC也同时在进行协商。
当非根桥选举完成后，SWB和SWC互相发送BPDU，进行收敛。
7. 链路故障/根桥失效
链路故障或者根桥失效都会导致交换机收不到邻居发送的RST BPDU。 在RSTP中，3倍Hello Timer（6s）内收不到邻居的BPDU即认为邻居失效。
8. RSTP拓扑变化处理
其他交换机接收到TC置位的BPDU后，清空所有其他端口学习到的MAC地址，收到TC BPDU的端口不清空。
如图，SWC发现链路故障，发送TC置位的BPDU给SWB，SWB收到后，会将除了SWC的MAC地址与接口的对应关系外其它的都进行清空，SWB会向SWA发送TC置位的BPDU，SWA会将除SWB的MAC地址与接口的对应关系外的其他关系都进行情况，然后重学。
9. STP兼容
RSTP是可以与STP实现后向兼容的，但在实际中，并不推荐这样的做法，原因是RSTP会失去其快速收敛的优势，而STP慢速收敛的缺点会暴露出来。
当同一个网段里既有运行STP的交换机又有运行RSTP的交换机时，STP交换机会忽略接收到的RST BPDU，而RSTP交换机在某端口上接收到STP BPDU时，会等待两个Hello Time时间之后，把自己的端口转换到STP工作模式，此后便发送STP BPDU，这样就实现了兼容性操作。
