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快速生成樹協(xié)議（RSTP）
資源天下 2019/8/25 8:30:16
目錄
1. RSTP定義 1
2. STP技術(shù)原理 1
3. 端口狀態(tài) 1
4. RSTP的P/A機(jī)制 4
5. RSTP相對于STP的改進(jìn) 4
1. RSTP定義
快速生成樹協(xié)議（rapid spanning Tree Protocol IEEE802.1w）是由生成樹協(xié)議（STP IEEE802.1d）發(fā)展而來，該協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，能更快的收斂網(wǎng)絡(luò)。它比802.1d多了兩種端口類型：預(yù)備端口類型（alternate port）和備份端口類型。
2. STP技術(shù)原理
RSTP是從STP發(fā)展而來，其實(shí)現(xiàn)基本思想與STP一致，但它更進(jìn)一步處理了網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)失去連通性的問題。RSTP規(guī)定在某些情況下，處于Blocking狀態(tài)的端口不必經(jīng)歷2倍的Forward Delay時(shí)延而可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如網(wǎng)絡(luò)邊緣端口（即直接與終端相連的端口），可以直接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何時(shí)延。或者是網(wǎng)橋舊的根端口已經(jīng)進(jìn)入Blocking狀態(tài)，并且新的根端口所連接的對端網(wǎng)橋的指定端口仍處于Forwarding狀態(tài)，那么新的根端口可以立即進(jìn)入Forwarding狀態(tài)。即使是非邊緣的指定端口，也可以通過與相連的網(wǎng)橋進(jìn)行一次握手，等待對端網(wǎng)橋的贊同報(bào)文而快速進(jìn)入Forwarding狀態(tài)。當(dāng)然，這有可能導(dǎo)致進(jìn)一步的握手，但握手次數(shù)會受到網(wǎng)絡(luò)直徑的限制。
功能介紹生成樹協(xié)議最主要的應(yīng)用是為了避免局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)回，解決成環(huán)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的“廣播風(fēng)暴”問題，從某種意義上說是一種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)，可以消除由于失誤或者意外帶來的循環(huán)連接。STP也提供了為網(wǎng)絡(luò)提供備份連接的可能，可與SDH保護(hù)配合構(gòu)成以太環(huán)網(wǎng)的雙重保護(hù)。新型以太單板支持符合ITU-T 802.1d標(biāo)準(zhǔn)的生成樹協(xié)議STP及802.1w規(guī)定的快速生成樹協(xié)議RSTP，收斂速度可達(dá)到1s。
3. 端口狀態(tài)
（1）STP（802.1d）端口狀態(tài)
STP定義了的5種端口狀態(tài)：阻塞blocking、監(jiān)聽listening、學(xué)習(xí)learning、轉(zhuǎn)發(fā)forwarding、關(guān)閉(disable)。
Blocking：處于這個狀態(tài)的端口不能夠參與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，但是可以接收配置消息，并交給CPU進(jìn)行處理。 不過不能發(fā)送配置消息，也不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)。
Listening：處于這個狀態(tài)的端口也不參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，不進(jìn)行地址學(xué)習(xí)；但是可以接收并發(fā)送配置消息。
Learning：處于這個狀態(tài)的端口同樣不能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，但是開始地址學(xué)習(xí)，并可以接收、處理和發(fā)送配置消息。
Forwarding：一旦端口進(jìn)入該狀態(tài)，就可以轉(zhuǎn)發(fā)任何數(shù)據(jù)了，同時(shí)也進(jìn)行地址學(xué)習(xí)和配置消息的接收、處理和發(fā)送。
交換機(jī)上一個原來被阻塞掉的端口由于在最大老化時(shí)間內(nèi)沒有收到BPDU，從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮A聽狀態(tài)，傾聽狀態(tài)經(jīng)過一個轉(zhuǎn)發(fā)延遲（15秒）到達(dá)學(xué)習(xí)狀態(tài)，經(jīng)過一個轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間的MAC地址學(xué)習(xí)過程后進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
如果到達(dá)傾聽狀態(tài)后發(fā)現(xiàn)本端口在新的生成樹中不應(yīng)該由此端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)則直接回到阻塞狀態(tài)。
當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生變化，新的配置消息要經(jīng)過一定的時(shí)延才能傳播到整個網(wǎng)絡(luò)，這個時(shí)延稱為轉(zhuǎn)發(fā)延遲（Forward Delay），協(xié)議默認(rèn)值是15秒。
在所有網(wǎng)橋收到這個變化的消息之前，若舊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中處于轉(zhuǎn)發(fā)的端口還沒有發(fā)現(xiàn)自己應(yīng)該在新的拓?fù)渲型Ｖ罐D(zhuǎn)發(fā)，則可能存在臨時(shí)環(huán)路。為了解決臨時(shí)環(huán)路的問題，生成樹使用了一種定時(shí)器策略，即在端口從阻塞狀態(tài)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)中間加上一個只學(xué)習(xí)MAC地址但不參與轉(zhuǎn)發(fā)的中間狀態(tài)，兩次狀態(tài)切換的時(shí)間長度都是Forward Delay，這樣就可以保證在拓?fù)渥兓臅r(shí)候不會產(chǎn)生臨時(shí)環(huán)路。
（2）RSTP（802.1w）端口狀態(tài)
在RSTP中只有三種端口狀態(tài)，Discarding、Learning和Forwarding。802.1D中的禁止端口，監(jiān)聽端口，阻塞端口在802.1W中統(tǒng)一合并為禁止端口。
表1 STP和RSTP端口狀態(tài)比較
STP Port State RSTP Port State 端口是否為活躍狀態(tài) 端口是否學(xué)習(xí)MAC地址
禁止 禁止 No No
阻塞 禁止 No No
監(jiān)聽 禁止 Yes No
學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí) Yes Yes
轉(zhuǎn)發(fā) 轉(zhuǎn)發(fā) Yes Yes
RSTP有五種端口類型。根端口和指定端口這兩個角色在RSTP中被保留，阻斷端口分成備份和替換端口角色。生成樹算法（STA）使用BPDU來決（未完，下一頁）
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