RSTP

RSTP

RSTP（IEEE 802.1w）是从STP（802.1D）标准发展而来的。RSTP的很多术语和STP相同，大部分参数被保留下来，因此熟悉STP协议的用户可以很快配置RSTP。当第二层拓扑发生变化时，RSTP加速了生成树的重新计算，有时用不到1秒的时间就可完成收敛。RSTP重新定义了端口的类型和状态。如果一个端口是替代端口或备份端口，不需要等待网络的收敛立即就可以改变到转发状态。

思科2960交换机支持PVST+、Rapid-PVST+和MST，Packet Tracer模拟器中的2960交换机支持PVST和Rapid-PVST。可以使用下面的命令更改交换机STP的模式：

Cisco2960(config)#spanning-tree mode ?   mst         Multiple spanning tree mode
pvst        Per-Vlan spanning tree mode
rapid-pvst  Per-Vlan rapid spanning tree mode Cisco2960(config)#spanning-tree mode rapid-pvst

在图12-4-3中，显示了RSTP的端口角色、交换机SW1是根交换机，有两个指派端口处在转发状态；SW2上有一个根端口、一个指派端口、还有一个备份端口；SW3上有一个根端口、一个替代端口。

图12-4-3  RSTP的端口角

1．RSTP的特点

RSTP是首选的阻止二层网络环路的协议。

RSTP和不兼容802.1D的部分增强特性，如UplinkFast和BackboneFast等。

RSTP向后兼容传统的STP。

RSTP可以把一个端口安全地过渡到转发状态而不依赖于任何时间的配置。

RSTP保持和STP同样的BPDU，除了版本域的标记域有些不同外。

RSTP有很多增强，比如在BPDU包中向邻居发送端口角色信息。

2．RSTP的BPDU

RSTP使用类型2的版本2的BPDU，RSTP的标记（flags）字节和STP有稍许的不同。不像STP，任何RSTP的交换机即使没有从根交换机收到BPDU，每隔Hello时间（默认2秒）也会发送自己的BPDU。所以BPDU也被用作保活（keepalive）检测，连续丢失三个BPDU暗示着和邻居交换机的连接丢失，这种机制能够快速地检查到链路失败。

RSTP更充分地利用了标记字节，如图12-4-4所示，在目前的CCNA考试中，涉及标记字节的不多，CCNP中会更深入地讨论标记字节。

图12-4-4  RSTP的BPDU

与STP一样，比特位7被用作拓扑变化通知，比特位0被用作拓扑变化确认。

在快速收敛过程中，比特位6被用作建议，比特位1被用作同意。

比特位2和比特位3表示端口的状态：丢弃、学习和转发。

比特位4和比特位5表示端口角色：替换（Alternate）端口或备份（Backup）端口、根端口和指派端口。

3．边缘端口

RSTP的边缘端口是指交换机上从来不会连接到另一台交换设备的端口，它可以被立即转换到转发状态。

边缘端口和生成树中的PortFast一样，也是连接到最终的工作站，配置边缘端口的命令和配置PortFast端口的命令相同。当边缘端口禁用或启用时，不会产生拓扑改变。

边缘端口和PortFast端口也有区别，当RSTP的边缘端口收到BPDU时，该端口立即失去边缘端口的状态，变成一个正常的生成树端口。

4．链路类型

在RSTP中，当某些端口的链路类型参数满足时，可以被快速地转换到转发状态。边缘端口被当作点对点链路，可以被直接过渡到转发状态；非边缘端口有两种链路类型：点到点链路类型和共享链路类型。链路类型可以被自动检测到，如果是全双工链路就是点到点链路，如果是半双工链路则是共享链路，也可以在交换机端口上明确规定端口的双工类型来确定链路的类型。

是否使用链路类型参数和端口的角色有关：

根端口不使用链路类型参数，根端口可以快速地转换到转发状态。

替换端口和备份端口在多数场合下也不使用链路类型参数。

使用链路类型参数最多的是指派端口，如果链路类型是点对点类型，指派端口可以快速地转换到转发状态。

5．端口角色和端口状态

RSTP的端口状态有3种：丢弃（Discarding）、学习（Learning）和转发（Forwarding）。RSTP的端口状态和STP的端口状态对应如表12-4-2所示。

表12-4-2  RSTP和STP端口状态对照表

 

STP	RSTP
Disable	Discarding
Blocking	Discarding
Listening	Discarding
Learning	Learning
Forwarding	Forwarding

 

RSTP的端口角色有5种：

root port 根端口：同STP的根端口，转发数据。

designated port 指派端口：同STP的指派端口，转发数据。

alternated port 替换端口：到根网桥的替换路径，用以替换当前的根端口。替换端口在生成树拓扑稳定的情况下，处于丢弃状态。

backup port 备份端口：由指定端口提供的到生成树叶结点的备份路径。备份端口只存在于这两种情况下：两端口通过点到点链路相连成一个环路；网桥与共享LAN网 段有两条或两条以上的连接，如图12-4-3所示。备份端口在生成树拓扑稳定的情况下，处于丢弃状态。

禁止端口：在生成树中不起作用的端口。