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RSTP详解:对比STP,到底改进了什么?

一、RSTP概述

IEEE 802.1W中定义的RSTP可以视为STP的改进版本,RSTP在许多方面对STP进行了优化,它的收敛速度更快,而且能够兼容STP

二、RSTP对STP的改进

改进点1:端口角色

改进点2:端口状态

RSTP的状态规范缩减3根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址来划分:

Discarding 状态:不 转发用户流量也不学习 MAC 地址;
Learning 状态:不 转发用户流量但是学习 MAC 地址;
Forwarding 状:既 转发用户流量又学习 MAC 地址。

改进点3: 配置BPDU

RSTP 的配置 BPDU 充分 利用了 STP 报文 中的 Flag 字段,明确了端口角色
除了 保证和 STP 格式基本一致之外, RSTP 了如下变化
Type 字段:配置 BPDU 类型不再是 0 而是 2 ,所以运行 STP 的设备收到 RSTP 的配置 BPDU 时会丢弃。
Flag 字段:使用 了原来保留的中间 6 位,这样改变的配置 BPDU 叫做 RST BPDU

改进点4:配置BPDU的处理

RSTP对配置BPDU的发送方式进行改进 

 拓扑稳定后,无论非根桥设备是否接收到根桥传来的配置BPDU报文,非根桥设备仍然按照Hello Time规定的时间间隔发送配置BPDU,该行为完全由每台设备自主进行。

更短的BPDU超时时间 

 如果一个端口在超时时间(即三个周期,超时时间=Hello Time×3)内没有收到上游设备发送过来的配置BPDU,那么该设备认为与此邻居之间的协商失败

处理次优BPDU   

当一个端口收到上游的指定桥发来的RST BPDU报文时,该端口会将自身缓存RST BPDU与收到的RST BPDU进行比较。

如果该端口缓存的RST BPDU优于收到RST BPDU,那么该端口会直接丢弃收到的RST BPDU立即回应自身缓存RST BPDU,从而加快收敛速度。

 改进点5:快速收敛机制

改进点6:拓扑变更机制

RSTP中检测拓扑是否发生变化只有一个标准:一个非边缘端口迁移到Forwarding状态

改进点7:保护功能

三、RSTP的工作过程

1. 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。

 

2. 上游链路的设备互联端口通过 P/A 机制,快速进入转发状态。
SW2 收到 更优的 RST BPDU ,经比较认为 SW1 才是当前根桥,此时 SW2 的端口将 成为根端口,而不是指定端口 ,停止 发送 RST BPDU
SW1 端口进入 Discarding 状态,发送 Proposal 位置位 RST BPDU SW2 收到后阻塞除边缘 端口以外 所有 其他 端口(该过程称为同步过程)。
SW2 各端口同步后, 根端口立即进入 Forwarding 状态 ,并 SW1 返回 Agreement 位置位 RST BPDU SW1 收到 该报文后,会让 指定端口立即进入 Forwarding 状态

 

3. 游链路的设备互联端口会进行新一轮的 P/A 协商。
SW2 下游 端口设置为 指定端口,持续发送 Proposal 位置位 RST BPDU
SW3 下游端口收到该 BPDU 后,发现不是本设备收到的最优 BPDU ,则会 忽略,不会发送 Agreement 位置位的 RST BPDU
SW2 下游端口一直收不到 Agreement 位置位 的回应报文,等待 2 Forward Delay 后,进入转发状态

四、RSTP的基本配置

1.  配置生成树工作模式

[Huawei] stp mode { stp | rstp | mstp }

2.(可选)配置当前设备为根桥

        [Huawei] stp root primary

3.(可选)配置当前设备为备份根桥

        [Huawei] stp root Secondary

4.  配置当前接口为边缘端口

       [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stp edged-port enable    

5.  配置BPDU保护功能

      [Huawei] stp bpdu-protection

6.  配置环路保护功能

      [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stp loop-protection

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