RSTP具有向下兼容的特性，如果网络中部分交换机运行STP，那
么运行RSTP的交换机会自动以STP方式运行。
RSTP端口状态
STP端口 RSTP端口 是否转发数据 是否学习MAC地址
禁用 阻塞 监听
丢弃 丢弃 丢弃
否 否 否
否 否 否
学习
转发
学习
转发
否
是
是
是
相对与STP，由于RSTP省去了很多中间状态，使得端口状态更简 单。
端口角色-指定端口 Designated port
Switch A
DP Root
DP
D Switch BP
Cost=4 Switch C
指定端口：同一网段内到达根桥代价最低的端口，指定端
口是用于向以太网段转发数据的端口。
端口角色-替代端口 Alternate port
Switch A
DP Root
本章内容
STP回顾
RSTP端口状态与角色 RSTP快速过渡机制 RSTP拓扑变更机制 RSTP兼容性
配置RSTP
传统生成树技术的问题 MSTP基本概念 配置MSTP
课程议题
STP回顾
STP概念
STP
IEEE 802.1d 二层网络中环路 冗余链路 提高网络的稳定性 STA生成树算法
发状态，要么进入阻塞状态。
STP定时器
Hello time：根交换机发送BPDU报文的时间间隔就是Hello time， 默认为2s。这个时间也可以通过配置修改，但是通常不建议修改。 Max-age：如果交换机发现某个根端口一段时间都没有收到BPDU
报文则认为网络中拓扑发生变化，则向根交换机发送TCN（拓扑变
1 Gbps
4
1
100 Mbps
19
10
10 Mbps
100
100
BPDU(网桥协议数据单元）
Protocol ID Version Message Type Flags Root ID Cost of Path
Port ID:发送BPDU端口的ID Message Age：消息寿命，每经过一个交换机递增 1，为各网桥到达根交换机的跳数
配置BPDU：由根交换机周期性的发出，包括根网桥ID、发送网桥ID、链 路开销、时间间隔等参数 ，非根网桥收到后修改参数进行转发。 TCN（opology Change Notigication,拓扑变更通知 ）：交换机检测到拓 扑变更后，向根交换机的方向发送TCN报文，通知拓扑变更。
BPDU(网桥协议数据单元）
TCA bit 7 6 5 4 3 2 1
TC bit 0
TCN BPDU
当网络拓扑发生变化时，交换机会从自己的指定端口向外发送TCN BPDU报文 接收到TCN BPDU报文的交换机向发送者发送TCA报文
根交换机接收到TCN BPDU报文向网络中发送TC BPDU
收到TC BPDU的交换机将MAC地址表老化时间设为15s（正常是 300秒）
Maximum Time:当一段时间未收到任何BPDU，生 存期达到Max Age时，网桥则认为该端口连接 的链路发生故障。默认20秒
Bridge ID Port ID Message Age
Hello Time:发送BPDU的周期,默认2秒 Forward Delay：BPDU全网传输延迟,默认15秒
RSTP端口角色
在上图所示拓扑中，各端口角色如图中标注
课程议题
RSTP快速过渡机制
RSTP BPDU格式
在RSTP中，对BPDU报文中的flag字段做了大量的调整，将STP中 未使用的位都使用起来。 RSTP中，根交换机与非根交换机都会发送BPDU报文。
RSTP快速过渡机制
边缘端口：简单的说边缘端口就是连接主机的端口，它们不会发生
Switch A DP Root DP
RP
Switch B
DP BP Hub
RP
AP
Switch C
备份端口(Backup port)：RSTP中的备份端口作为指定端口的备份端
口，可以接受BPDU报文，但是不转发数据。备份端口出现在指定交换机， 作为到达以太网段的冗余链路。备份端口只出现在当交换机有两条或两条 以上到达共享LAN网段的链路的情况下。当指定端口出现故障后，备份端 口会成为指定端口。
Listening
Learning
Forwarding
接收并转发数据,接收并发送BPDU，进行地 址学习
生成树协议端口的状态
Block
20秒最大生存时间
Listening 15秒转发延时 learning 15秒转发延时 Forwarding
生成树经过一段时间（默认值是50秒左右）稳定之后，所有Байду номын сангаас口要么进入转
DP
RP
DP
Switch B DP
Cost=19 Cost=19
AP AP Switch C
RP
替代端口(alternate port)：作为根端口的备份端口。替代端口
可以接收BPDU报文，但不转发数据。替代端口出现在非指定 交换机上。当根端口转发故障后，替代端口成为根端口。
端口角色-备份端口 Backup port
Maximum Time Hello Time Forward Delay
BPDU报文
端口状态
生成树端口的五种状态
阻塞状态、监听状态、学习状态、转发状态、禁用状态。
Blocking 阻塞状态
逻辑断开，端口状态为阻塞状态，只接收BPDU，不学习MAC地址，不 转发数据帧
Listening 监听状态
在网络中先找到一个根节点，作为树根其他所有的非根节点都寻找到达根节
点最短的路径，作为主要链路。而非最短链路将从逻辑上断开，不转发数据 。避免产生环路。 STP能够自动断开环路，在主要链路断开的同时，STP能够自动回复备份链 路，不会影响数据的转发，提高了网络的稳定性。
BPDU报文
STP交换机利用BPDU报文来交换信息 BPDU报文有两种类型
更通知）BPDU报文，这段时间就是最大生存时间，默认为20s。 Forward delay time：转发延迟时间。这个时间是端口停留在监
听状态和学习状态的时间。默认情况下，延迟时间为15s，该定时
器也可以通过配置修改。
TCN BPDU
当有以下几种情况出现时交换机发送TCN BPDU报文
处于转发状态或监听状态的端口，状态变为阻塞 处于未启用状态的端口进入转发状态，并且交换机上有其他的转发端口 交换机从指定端口收到TCN BPDU报文
RSTP快速过渡机制
交换机B从学习状态的指定端口发送提议BPDU报文。 交换机C回复协定BPDU，那么交换机B的指定端口进入转发状态，
C交换机上根端口进入转发状态。
RSTP拓扑变更机制
拓扑发生时，交换机向网络中扩散TC BPDU报文
收到TC BPDU报文的交换机将自己的MAC地址表生存时间设短
端口角色
课程议题
RSTP端口状态与角色
STP存在的问题
STP：收敛时间50s
OSPF：收敛时间1s
STP收敛速度过慢
通常运行STP的网络的收敛速度达到30-50s
一些动态路由协议如OSPF可提供1s以内的收敛时间
STP不具有竞争性
RSTP概念
IEEE 802.1w RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树 协议）对于STP技术的改进主要在于缩短网络的收敛时间。RSTP 的收敛时间最快可以达到1s以内。
注意一点stp和rstp的区别：运行rstp的交换机发送的都是tc bpdu 只有运行stp的交换机才发送TCN bpdu
RSTP兼容性
RSTP 协议会根据收到的BPDU 版本号来自动判断与之相连的网桥
RSTP端口角色
根端口（Root Port）：根端口处于非根交换机上，根端口是本地交换机 距离根交换机最近地端口。非根交换机通过根端口接收BPDU。 指定端口（Designated Port）：RSTP的指定端口也和STP中的一样， 指定端口是以太网段用于转发数据的端口。 替代端口（Alternate Port）：替代端口是RSTP中新引入的端口角色， 作为根端口的备份端口。替代端口可以接收BPDU报文但是不转发数据。 备份端口（Backup Port）：RSTP中的备份端口作为指定端口的备份端 口，可以接收BPDU报文但是不转发数据。
TCA（Topology Change Acknowledge）报文
收到TCN BPDU的交换机会回复一个TCA BPDU。
Cost参数详解
Link Speed
Cost (Revised IEEE Spec) 修订版本 2
Cost (Previous IEEE Spec) 最初版本 1
10 Gbps
参与生成树的选举，接收BPDU,不学习MAC地址，不转发数据帧，但交 换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口或阻塞端口， 处于这个状态默认是15秒。
端口状态
Learning 学习状态
接受并发送BPDU报文, 如果被选为根端口或者指定端口，那么此端口会进入 学习状态，学习数据帧中的MAC地址，但不转发数据帧。处于这个状态默认 15秒。
Forwarding 转发状态
学习数据帧中的MAC地址，构建MAC地址表，接受并转发数据。
禁用状态
禁用状态端口不参与STP的选举与计算，不接收和转发BPDU，不接收和发送 任何数据帧。
端口状态-渐进式的状态
端口状态 Disabled Blocking 端口能力