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的状态规范缩减为3种，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 作 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的发送方式进行了改进 

 在拓扑稳定后，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的RST BPDU与收到的RST BPDU进行比较。

如果该端口缓存的RST BPDU优于收到的RST BPDU，那么该端口会直接丢弃收到的RST BPDU，立即回应自身缓存的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

在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 后 ，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 的 端口进入 Discarding 状态，发送 Proposal 位置位 的 RST BPDU 。 SW2 收到后阻塞除边缘 端口以外 的 所有 其他 端口（该过程称为同步过程）。

▫ SW2 的 各端口同步后， 根端口立即进入 Forwarding 状态 ，并 向 SW1 返回 Agreement 位置位 的 RST BPDU 。 SW1 收到 该报文后，会让 指定端口立即进入 Forwarding 状态 。

 

3. 下 游链路的设备互联端口会进行新一轮的 P/A 协商。

▫ SW2 的 下游 端口设置为 指定端口，持续发送 Proposal 位置位 的 RST BPDU 。

▫ SW3 的 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 的 下游端口一直收不到 Agreement 位置位 的回应报文，等待 2 倍 的 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