STP(四)

CST：

CST的协议号为IEEE 802.1D，如果交换机运行在CST，则整个交换机只进行一次STP的计算，无论交换机上有多少个VLAN，所有VLAN的流量都会走相同的路径。

RSTP：

RSTP的协议号是IEEE 802.1W，称为快速生成树，在CST中，端口有五种状态，分别是disabled、blocking、listening、learning、forwarding，在disabled、blocking、listening这三种状态中都不发送数据，在RSTP中，将这三种状态归为一种，称为discarding状态，因此RSTP中端口的状态有3种，分别是discarding、learning、forwarding。

如果交换机运行的是CST，当根交换机失效后，其他的交换机需要等待Max-age（20s）的时间才能够知道根交换机出现了问题（BPDU是每隔hello间隔发送一次，即2s，如果在max-age时间内都收不到根交换机发送的配置BPDU，则认为根交换机出现了问题，重新选举根交换机）。然后会启用处于blocking状态的端口，过滤到forwarding状态，需要经历两个forward delay的时间，即从listening到learning、从learning到forwarding，而forward delay的时间是15s，因此从blocking状态到forwarding状态需要经历30s，因此当CST网络出现故障时，启用blocking状态的端口需要至少经过50s才能切换到forwarding状态，收敛速度比较慢。而RSTP只需要3个Hello时间，即6秒收不到根交换机BPDU，便认为根交换机已经失去连接，就立刻启用discarding状态的接口，RSTP在根交换机失效后，并不会进行完整的STP计算，会在该启用备用端口时立即启用，因此网络收敛速度快，RSTP会在低于1秒的时间内恢复网络。

PVST+：

PVST+是思科自己的协议，在之前有一个PVST，但由于PVST只能支持ISL Trunk，所以思科为了扩展PVST支持IEEE 802.1Q，诞生了PVST+，在多数三层交换机，如3550、3560及以上型号，默认运行的STP版本为PVST+。PVST+是基于CST（IEEE 802.1D）运行的，但运行了PVST+的交换机并不像CST那样只进行一次STP计算，PVST+会在每个VLAN进行一次STP计算，也就是会根据VLAN数的不同，计算STP的次数也不同，并且每个VLAN的STP信息是单独保存的。

PVST+ 只支持128个实例（instance），如果交换机上配置的VLAN数超过128个， 那 么128个以外的VLAN将没有STP在运行，所以此时剩余的VLAN将出现环路。可以单独在特定的VLAN上打开或关闭STP功能，即使一台没有运行STP的交换机或没有运行STP的VLAN，在收到BPDU时，也会转发的，所以在对单个VLAN进行开启或关闭STP时，请确保交换机能够计算出无环的网络，否则网络将出现预想不到的故障。在PVST+可以配置全局关闭某VLAN的STP，如关闭VLAN 10 的STP no spanning-tree vlan 10，恢复使用命令spanning-tree vlan 10

Extended System ID：

默认交换机的Bridge-ID 的优先级为32768，当开启Extended System ID功能后，每个VLAN的默认的Bridge-ID 优先级就不再是32768了，需要再加上VLAN号码，如VLAN 1的Bridge-ID优先级就是32768+1=32769，VLAN 8的Bridge-ID优先级就是32768+8=32776。如果网络中即有开启了Extended System ID功能的交换机，也有关闭的，那么关闭Extended System ID功能的交换机有更大的机会成为根交换机，因为自己默认的优先级就比其它开启了Extended System ID功能的优先级更高（数字更小）。

RPVST+：

Rapid PVST+就是具有RSTP特性的PVST+，是像RSTP一样基于IEEE 802.1w运行

的，其它所有运行与规则与PVST+完全相同

MSTP：

MSTP的协议号为IEEE 802.1s，因为在交换机存在多个VLAN时，CST会将所有流量放在单条路径中传输，而PVST+则可以通过为每个VLAN运行一个STP实 例， 从而将不同VLAN的流量放在不同的路径上传输。但正是由于PVST+为每个VLAN都运行了一个STP实例，可能会多达128个STP实例，所以PVST+会极其消耗系统资源。比如交换机上有20个VLAN，而PVST+会维护20个STP实例，但是这20个VLAN的流量也许只需要被分担到几条不同路径上，那就只需要维护几个STP实例即可，而并不需要维护20个STP实例。MSTP正因为这个原因，将需要进行相同STP计算的VLAN映射到同一个STP实例中，即无论有多少个VLAN，只要实际需要多少条不同的路径，就根据需要的路径维护相同的STP实例数，从而大大节省系统资源。

MSTP是在RSTP的基础之上运行的，所以具有快速收敛的功能，但不能不运行RSTP时运行MSTP，RSTP是随着开启MSTP时自动开启的。MSTP最多支持65个STP实例，但是映射到实例的VLAN数量是没有限制的。默认所有VLAN都在实例0。

MSTP还需要通过分区域管理，即region，交换机要在同一region进行相同的STP计算，必须region name和revision number一致，最重要的是VLAN和实例的映射也要一致，否则STP计算出来的网络，将不是你想要的网络，一个VLAN只能被映射到一个实例，一个网络可以有多个MSTP revision，便于各自独立。