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1.小知识
1.1 所有交换机使用RSTP，就一定快速收敛吗？
答案：不一定。RSTP是否启用P/A快速收敛机制，除了需要对端设备开启RTSP协议，还需要确定物理链路类型。在RSTP定义中有point-to-point类型和share类型，当链路上有hub或者端口半双工时，交换机一般都认为链路是share类型，这个时候在该链路上就不会启动P/A，链路是point-to-point类型时，交换机会启动P/A机制。
思科交换机在接口模式下使用spanning-tree link-type {share|point-to-point}指定类型；华为交换机在接口模式下使用stp point-to-point 指定类型。
1.2 P/A机制下，谁来负责避免环路呢？
记住一点：由执行根端口角色变更的交换机在本地执行环路避免工作，例如设备变成根桥了，它以前的根端口角色就不存在变成指定端口；端口的开销变大或变小了，需要重新选举根端口了。这些情况都会引起根端口角色变更。
1.3 交换机在具体如何执行环路避免呢？
设备在P/A传递机制中，非边缘端口会处于discard状态不会转发数据，设备只有收到A置位的报文才会将非边缘端口设置为forwarding状态。请记住一点：在初始化时候，所有交换机都会发送P置位报文，也是所有交换机协商完毕后，A置位的报文才会产生。
1.4 拓扑变更时，所有设备的MAC表都清理吗？
一定要记住：RSTP拓扑变更时，只有受到变更影响的设备MAC表才需要清理，并不是全网设备都需要清理。
2.拓扑收敛
在拓扑收敛中，只有非边缘端口状态从discard转到forwarding才会触发拓扑变更TC报文，这里只讨论到设备角色和端口角色选举完毕为止，至于MAC表变更不做讨论，因为这个很简单。
2.1 初始网络收敛
SW1优先级设置为root primary，SW4优先级设置为root secondary，下面描述网络初始化时收敛过程：
1.所有设备初始时都认为自己是根桥，发送P置位的BPDU告诉邻居，我是老大，都是指定端口，你就说同不同意。
2.LSW1和LSW4收到LSW2和LSW3报文后，都一致认为它俩是小弟，所以不会发送A置位的BPDU报文。
3.LSW2和LSW3收到LSW1和LSW4报文后，认为LSW1是老大，于是将LSW1是老大的信息，再次发送P置位的BPDU给LSW4。
4.LSW4一看该信息，得了老大是LSW1了，于是向LSW2和LSW3发送A置位报文。LSW2和LSW3也会将A置位报文发给LSW1，都承认LSW1是根桥老大。
5在设备发送或收到A置位BPDU后，根端口和指定端口立刻选举出来，并设置为forwarding。这个时间很快，也不需要经过STP的端口转换延迟。
2.2 新增根桥设备收敛
以前的根桥时LSW1，后面新加设备LSW5的优先级更高，所以它是新根桥，其收敛过程如下：
1.LSW5认为自己是根桥老大，设置gi0/0/1为指定端口处于disacrd状态，并发送根桥ID是自己的P置位BPDU给LSW2.
2.LSW2也一样发送P置位的BPDU给LSW5，不过发现LSW5更优，所以立刻认为gi0/0/3是根端口，gi0/0/1和gi0/0/2设置为指定端口，但是为了防止环路，端口都是discard状态。
3.LSW2向下级LSW1和LSW4传递P置位的BPDU，告诉它们老大换人了，抓紧协商同意把。LSW1和LSW4经过协商认为新老大是LSW5，于是端口都设置为discard状态。但是不会立刻向LSW2发送A置位的报文，因为LSW1和LSW4下游还有设备。
4.LSW1和LSW4向下级LSW3发送P置位的BPDU，LSW3协商认为老大是LSW5，于是端口都设置为discard状态。由于LSW3已经是最下级设备，所以LSW3开始向上发送A置位的BPDU，并协商端口角色，其中根端口和指定端口立刻进入forwarding状态，阻塞端口继续处于discard状态。
5.LSW1和LSW4收到A置位BPDU后协商自己端口角色，根端口和指定端口立即进入forwarding状态，LSW1和LSW4也会立即向上发送A置位BPDU。
6.LSW2收到A置位BPDU后，根和指定端口立即进入forwarding状态，同时向上转发A置位报文，LSW5收到报文后指定端口进入forwarding状态。
7.至此拓扑收敛完毕，虽然步骤很多但所用时间其实很短，大型拓扑也不过1-2秒左右就可以搞定。
2.3 新增非根桥收敛
新增的LSW5优先级没有LSW1高，所以它只算是普通设备，收敛过程如下：
1.LSW5认为自己是根桥老大，将gi0/0/1设置为指定端口discard状态，并发送P置位的BPDU，该BPDU中的根桥是自己。LSW2的gi0/0/3设置为指定端口discard状态，向LSW5发送P置位的BPDU，该BPDU的根桥是LSW1。
2.LSW5发现还是LSW1厉害一些，所以认为LSW1是根桥，并发送A置位的BPDU，设置gi0/0/1为根端口状态立即变为forwarding。LSW2的gi0/0/3也立刻变成指定端口forwarding状态。
2.4 原设备升级根桥收敛
原拓扑中LSW1是根桥，LSW4的gi0/0/2是替代端口AP，后面认为修改LSW4为新根桥，其拓扑收敛工程如下：
1.LSW4认为自己是根桥老大，于是非边缘端口全部设置为指定端口，但是转发状态维持不变，开始向LSW2和LSW3发送P置位的BPDU。
2.LSW2和LSW3收到P置位BPDU后，认为LSW4是新根桥老大，将自己端口设置为discard状态，并向下游设备转发P置位的BPDU。
3.LSW1收到P置位的BPDU后，认为LSW4是新根桥老大，将自己的端口先设置为discard状态。由于LSW1是最下游设备，所以开始发送A置位的BPDU，同时内部选举端口角色，并将根端口和指定端口设置为forwarding状态。
4.LSW2和LSW3收到A置位的BPDU后内部选举端口角色，并将根端口和指定端口立刻设置为forwarding状态。LSW2和LSW3同时向LSW4发送A置位的BPDU。
5.LSW4收到A置位的BPDU后，discard状态的指定端口立刻进入forwarding状态，至此收敛完毕。
3.故障收敛
3.1直连故障
LSW1与LSW3的直连链路出现故障，收敛过程如下：
1.LSW3发现根端口失效后，根端口立即失效并删除最优BPDU信息，同时因为收到来自LSW2的配置BPDU报文，所以不会等待3个hello时间，立刻将AP端口（AP端口就是根端口的备份）设置为根端口，并将状态从discard变成forwarding。LSW3触发拓扑变更向LSW2发送TC置位的BPDU。
2.LSW2收到TC置位的BPDU后，按照规则删除MAC表，并向LSW1继续发送TC置位的BPDU.
3.LSW1根据规则删除MAC表，拓扑和MAC表收敛完毕，收敛时间忽略不计。
3.2 非直连故障
在该拓扑中，LSW1和LSW3出现了非直连故障，拓扑收敛过程如下：
1.LSW2与LSW1链路故障，LSW2立刻检测到RP端口失效，LSW2等待3个hello时间依然收不到任何设备发送的BPDU，就认为自己是根桥，Gi0/0/2端口角色不变，状态变成discard，发送根桥ID是自己的P置位配置BPDU。
2.LSW3在阻塞端口AP收到LSW2发送的次优BPDU后，立刻认为gi0/0/1端口应该是指定端口，并发送P和A都置位的最优BPDU给LSW2。 这里RSTP就比STP快了50秒，因为STP需要等20S超时+30S的端口变迁，阻塞端口才能变成指定端口并进入forwarding状态。
3.LSW2收到最优BPDU后，不在认为自己不是根桥，所以指定端口状态变成forwarding，发送A置位的BPDU报文。LSW3收到报文后，指定端口gi0/0/1进入forwarding状态，并且发送TC置位的报文。
4.LSW1和LSW2收到TC置位报文后，按照规则删除MAC表，拓扑收敛完毕，大概需要3个hello=6S。
