RSTP原理与配置

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。IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning-Tree Protocol），RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。

STP不足

STP更多机制是被动收敛，所以需要30-50s
RSTP,相对主动机制多一些,收敛速度快。例如P/A机制两台交换机之间互发bpdu，一个发送proposal，一个发送agreement，链路就会瞬间被拉通，流量就可以直接下来了。

RSTP端口角色

如下图，可以看出RSTP也有ap端口，也和stp一样处于阻塞状态(也都是收到次优bpdu的情况下变成ap的)，唯一区别是当rp消失时，ap瞬间变为rp，收敛速度极快，不需要像stp那样重新计算经历监听等阶段。

以及，RSTP多了给bp端口，作为指定端口的备份，如SWC的右边两个端口，他们之间会有个互发bpdu的过程，发现彼此bid相同，因此会阻塞一个，作为bp，若dp出现故障，则bp就变为dp顶上去工作。

RSTP边缘端口

边缘端口不接收处理配置BPDU，不参与RSTP运算。这种端口的好处就在与主机连接交换机的时候，一旦接口通电就可以立刻进入转发状态，节约30s。保证了主机在发出dhcp等请求数据可以正确有效的转发出去(主机发送dhcp请求只发送3次)。
需要强调一点，边缘端口会收bpdu，只是收到bpdu之后就会变成正常端口。同样的边缘端口也会发bpdu，这保证了其他交换机可以知道你是交换机。

端口状态

可以看出RSTP相比STP少了两种状态
以及RSTP的discarding变为learning只需要15s
以及RSTP对应的discarding状态消失也和block一样需要经历最大老化时间max age也就是20s

RST BPDU

STP的配置BPDU中Flag字段的中间6位在RSTP中得到了应用。tc和tca同样是做拓扑改变通知和拓扑改变确认的flag。与 STP区别是多了proposa和agreement两位，这两个就是使得链路瞬间拉通的标志，以及port role表示对应端口角色如下图所示。

非根桥设备会缓存最优bpdu，无论是否接收到根桥发送的配置BPDU，都会按照Hello Timer规定的时间间隔发送配置BPDU。

RSTP收敛过程

注：p/a只能运行在全双工链路上

每一台交换机启动RSTP后，都认为自己是“根桥”，并且发送RST BPDU。所有端口都为指定端口，处于Discarding状态。

交换机互相发送Proposal置位的RST BPDU。
SWA收到SWB的RST BPDU，会忽略(当发来的bpdu不优于自己的，该bpdu会被忽略)。

SWB收到了更优的RST BPDU，于是停止发送RST BPDU(proposal)，并开始执行同步，即阻塞其他端口(防止环路，因为回复agreement后链路会被瞬间拉通)，回复agreement瞬间拉通链路。SWA、SWC同理，不多赘述。

P/A进程向下游继续传递，SWB 和SWC会继续进行收敛。SWB会发送bpdu给SWC，但是SWC不会回复agreement(若回复则链路瞬间拉通，造成环路)，且SWC发送的bpdu不优于SWB，SWB会将其丢弃，这样就使得SWB处于一个慢收敛的状态，直到计时器到期，SWB的端口变为dp，c端口被discardding，且一致保持接收SWB的bpdu的状态。

RSTP拓扑变化处理

rstp down up 会触发 拓扑变化处理 防止相同pc换别的地方接上(导致mac地址错误)

stp d u都触发

当根端口出现故障时，若为STP，拓扑改变时，rp端口会向邻居发送拓扑改变信号，直至根桥收到泛洪，并使所有交换机mac地址表老化时间将降为15s(若低于15s直接老化)，并清空mac地址重新计算，这就是的网络半径长的的网络收敛速度非常慢。
相比之下RSTP除了收到拓扑改变信号的接口，其他接口全部重置，时间为两倍的hello time也就是4s。
需要补充的是，假设SWB连接的pc被移除，若未接到其他交换机位置，STP会触发拓扑改变，RSTP不会。若接到其他交换机位置STP、RSTP都会触发拓扑改变，即RSTP只有接口出现down->up才会触发拓扑改变，STP或down或down->up都会触发拓扑改变通知。

STP兼容

运行RSTP的交换设备在某端口上接收到运行STP的交换设备发出的配置BPDU，会把该端口转换到STP工作模式。这样做很没必要，因为这样配置会使得RSTP的优势全无，一旦兼容了STP收敛过程则都是慢收敛(RSTP发的proposalSTP回复的不是agreement而是STP的bpdu)。

配置STP模式

配置边缘端口

边缘端口可以由Disabled直接转到Forwarding状态(保证pc主机DHCP请求正确送达等)，不经历时延。
Sx7系列交换机默认所有端口都工作在非边源端口。

根保护

这里需要强调根保护为了保证那些带宽较好的根端口所对应的链路不因网络问题(如端口损坏)而改变角色

BPDU保护

配置BPDU保护功能后，如果边缘端口收到BPDU报文，边缘端口将会被立即关闭(防止环路)，并通知网管系统。被关闭的边缘端口只能通过管理员手动恢复。

环路保护

根端口如果长时间收不到来自上游的BPDU，则进入Discarding状态，避免在网络中形成环路。这样的作法是为了什么呢？如下图，假设SWB的根端口长时间收不到来自上游SWA的BPDU，却可以向上游的SWA发送BPDU，AP变RP，下图就会出现一种逆时针环路出现。为避免这种情况，我们就需要使用环路保护

总结

P/A进程中同步的作用是什么?
加速收敛，无需像STP那样等待30s