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前言
一、RSTP产生原因
二、RSTP相对于STP改进点
- 改进点1：端口角色
- 改进点2：端口状态
- 改进点3：配置 BPDU改为了 RST BPDU
- 改进点4：配置BPDU的处理
- 改进点5：快速收敛机制
- - （1）设备跟端口失效alternate端口补上
  - (2）设备指定端口失效backup端口补上
  - (3)增加了一个边缘端口
  - （4）重点__Proposal/Agreement机制
- 改进点6：变更拓扑变更机制
- 改进点7：添加了保护功能
- - （1）BPDU保护
  - (2)根保护
  - (3)环路保护
  - (4)防止TC-BPDU攻击
三、RSTP 收敛过程简述
四、基础配置命令
- 1.配置生成树模式
- 2.配置当前设备为根桥（优先级为0）
- 3.配置当前设备为备份根桥（优先级为4096）
- 4.配置交换机rstp优先级
- 5.配置根路径开销
- 6.配置边缘端口（默认没有边缘端口）
- 7.配置BPDU保护功能
- 8.配置根保护功能（前提端口是指定端口）
- 9.配置环路保护功能
- 10.配置TC保护功能

前言

今天我们来讲一讲“爷孙三人”中的RSTP，STP存在着各种各样的问题，RSTP就是STP的升级版，RSTP对STP进行了很大的改进，解决了STP收敛速度慢的问题，但是具体是怎样解决的，我们下面来慢慢讲解一下。

一、RSTP产生原因

这原因其实很好想到，如果STP实力强劲，各方面都十分完美的话，人们也不会想到对STP进行改进的，既然产生了RSTP肯定是STP存在很大的问题。
STP存在问题：

端口状态过于冗杂（Listening 、Learning、Blocking）状态对用户没有区别，都是不转发用户流量
算法为被动算法，就是等待多少秒后才敢判断拓扑发生变化
收敛速度慢（被动算法20s和端口转换时间30s）[listening到learning等待15s,learning到forwarding等待15s]
扩展性不强
注：直连发生故障为30s（直连嘛，不需要等待的20s）, 非直连发生故障为50s（不清楚根桥链路是否损坏，所以20s等待时间和切换端口30s）。

STP原理就是阻塞环路中的一个端口从而达到破环的目的，但是这样的话环路问题是解决了，但是又出现了新的问题，那就是收敛速度太慢，尤其是局域网规模不断扩大的如今，收敛问题愈发严重，这也就促使了RSTP的产生。
RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol -快速生成树协议):
比STP多了一个Rapid(快速)，可以看出来，rstp是主要针对stp的收敛速度慢这个问题而设计的。

二、RSTP相对于STP改进点

改进点1：端口角色

RSTP对端口角色进行了补充，阻塞端口一分为二，改为了替代端口（Alternate）和备份端口（Backup）。

Alternate端口：
产生是在学习到其他网桥发送的配置BPDU后与自己网桥进行比较，比较结果是对方更优的情况下而进行阻塞的端口，但是虽然端口被阻塞了，但是证明了他也是可以通向根桥的，所以替代端口就作为根端口的备份端口（本设备其他根端口坏掉后立刻启动本端口）
backup端口：
产生原因是学习到自己发送的配置BPDU而进行阻塞的端口，不是这个端口发送的本设备配置BPDU，但是这个端口还可以接收到，这肯定是自己连接了自己（看到backup端口就是自己连接了自己）它是作为指定端口的备份，本设备指定端口坏掉后，backup端口就顶上。

改进点2：端口状态

RSTP将STP的五种端口状态缩减为三种，改变标准是此端口是否进行转发用户流量和是否学习mac地址来进行划分的，因为STP的Disable、Blocking、Listening都是不进行学习还不进行转发用户流量的所以在RSTP中直接将三种状态合并为一种状态 – Discaring(也是不学习mac地址也不转发用户流量)，其余的没变。

改进点3：配置 BPDU改为了 RST BPDU

意思就是在配置信息上对STP进行了升级，在报文Flag字段里面明确了端口的角色。

改进点4：配置BPDU的处理

STP是等拓扑稳定后由根桥按照 Hello Time进行向外发送配置BPDU，其他设备是等待收到上游设备（不一定为根桥）发送的配置BPDU后再进行配置比对，拓扑较大的话，效率极慢。
RSTP是等待拓扑稳定后，非根桥设备无论是否收到根桥的配置信息，非根桥都会按照hello time进行发送缓存根桥的配置BPDU，每台设备都有自己发送缓存根桥配置Bpdu信息的权力（stp是只有根桥才有权力进行发送配置BPDU）,这样进行处理的话使得计算简单迅速。

但是如果sw2连接sw1（根桥）的链路坏掉了，接收不到sw1根桥的配置BPDU，那么sw2就在等待6s(三倍的hello time)之后，认为根桥不行了（因为接收不到根桥的配置BPDU），他就会认为老大（根桥）死了,自己就是根桥了，sw2就会向其他设备发送自己的配置BPDU（想当老大），其他设备收到他发的配置BPDU后，就会产生怀疑，就把sw2的实力和自己缓存大哥的实力（sw3的链路没坏，所以每两秒都可以收到根桥的配置BPDU知道他们老大还活着信息）进行比较，如果没有大哥实力强劲，就直接把这个信息给丢了，并给sw2一个回信，说咱们大哥还活着，不要嚣张，大哥没给你联系不是因为大哥没了，而是因为你家电话线断了，给你打不通，sw2收到回信（sw3的配置 bpdu）后立马就懂了，怪怪的当自己小弟，不再往外发送自己是老大的信息（自己的配置BPDU信息）了。

改进点5：快速收敛机制

（1）设备跟端口失效alternate端口补上

当一个设备中的一个根端口失效后，那么这个设备的alternate就会立刻成为根端口，因为alternate就是因为收到其他网段发送的BUDU自己才会变为替代端口的，所以和外界肯定是连接并可以接受外界的配置BPDU（根端口就是接受配置BPDU信息的）信息的。

(2）设备指定端口失效backup端口补上

当一个设备中的一个指定端口1失效后，那么这个设备的backup端口就会立刻成为指定端口，因为backup就是因为收到自己设备发送的BUDU自己才会变为backup端口的，所以此端口肯定和刚才失效的指定端口1连接的是同一个设备，所以backup端口代替失效端口发送配置 BPDU信息（指定端口发送配置BPDU信息）是合情合理的。

(3)增加了一个边缘端口

定义: 不与其他交换设备进行连接，只连接终端设备（PC、防火墙、服务器等）的端口叫做边缘端口。
边缘端口不参与RSTP计算，设备插上去后直接就可以由discarding转换为forwarding状态，没有边缘端口的话，随便插上一个PC南无整个拓扑就会从新计算一次，虽说rstp计算快，但是再快也是时间啊，而且直接由discarding转换为forwarding状态，这多爽，一级一级转换又需要三十秒
注意：
一旦边缘端口收到配置BPDU，就丧失了边缘端口的属性，从新参与计算。

（4）重点__Proposal/Agreement机制

和stp选举阻塞端口有所不同，stp是以根桥为圆心，想周围进行比较，直到计算出一个非根端口且非指定端口的阻塞端口，而rstpb不同，他是每相邻的的两个设备进行比较，赢的设备端口立刻进入forwarding，不需要等待30s。

俩设备初始化时都认为自己是根桥，互发RST BPDU，然后如图，sw2端口认识到自己输了，就立刻停止发送RST BPDU,sw1知道自己赢了，所以先把自己端口转化为discarding（卸下装备，劝敌投降）先后发送proposal（建议的意思）为1的报文，建议敌方归顺我，sw2收到劝降书后，让自己下游端口（除边缘端口）均进入discarding状态（让自己的部下缴械），然后让上游端口进入forwarding状态向sw1发送带着agreement为1的报文（同意投降了）

sw1收到sw2的agreement后立马让端口进入forwarding状态，向被劝降地进发

如此循环，直到选出一个最弱的作为阻塞端口，这样根本无需等待，只需要相邻设备进行比较即可，大大提高了速度。

改进点6：变更拓扑变更机制

RSTP中检测拓扑是否发生变化之一一个标准：一个非边缘端口迁移到fording状态。
一旦检测出拓扑发生变化，本设备的所有非边缘指定端口和根端口都启动一个TC while timer(为hello time的两倍)，在这时间内清空所有端口学习到的mac地址，然后由所有非边缘指定端口和根端口都向外发送RST BPDU，其他设备收到RST BPDU后清空所有端口mac地址（除了刚才收到RST BODU的端口【刚收到的，已经是拓扑变更后的mac对应关系】和边缘端口），并把本设备的所有非边缘指定端口和根端口都启动一个TC while timer，并发送设备RST BPDU,其余设备重复此操作，产生RST BPDUf泛洪，最终在两倍hello time4s内完成所有设备完成对拓扑变更后的mac地址对应关系。（发明者真的是粗名厉害）

改进点7：添加了保护功能

（1）BPDU保护

边缘端口正常是不会连接交换机，所以是不会收到RST BPDU的，但是如果收到黑客伪造的RST BPDU的话，就会失去边缘端口功能，导致整个网络拓扑重新计算，会引起网络震荡。

开启BPDU保护功能后，边缘端口即使收到了rst bpdu，也不会改变边缘属性，直接丢弃，同时通过信息告诉网络管理员。

(2)根保护

一般的根桥如果收到了优先级更高的BPDU的话，就不再进行转发，进入discarding状态，如果在两hello内没有再收到的话才会继续工作，但是，影响效率啊，且一般的根桥都是质量较好的设备，我了保护根桥的角色不受其他原因影响而改变，所以要进行根保护，使其端口角色一直保持指定端口，保持转发。

(3)环路保护

(4)防止TC-BPDU攻击

设备端口收到TC配置rst bpdu后就会刷新mac,但是有人如果一直发送，那麽久需要一直刷新，所以必须设置个最大值。

开启后，如果收到tc大于设定值，那么就会自动忽略。

三、RSTP 收敛过程简述

首先sw1对sw2和sw3进行P/A机制对比，确立sw1的端口状态，然后sw2&sw3再进行P/A协商，互发stp bpdu，sw3收到sw2的stp bpdu后发现不是本设备收到的最优stp bpdu，所以就自动忽视，继续抱（sw1）大腿，sw2在2H后没有收到agreement，所以默认sw3投降了，sw2端口开始进军，转发，这样就淘汰了一个最弱的，达成了破环目的。

四、基础配置命令

1.配置生成树模式

2.配置当前设备为根桥（优先级为0）

3.配置当前设备为备份根桥（优先级为4096）

4.配置交换机rstp优先级

步长4096

5.配置根路径开销

6.配置边缘端口（默认没有边缘端口）

7.配置BPDU保护功能

8.配置根保护功能（前提端口是指定端口）

9.配置环路保护功能

10.配置TC保护功能

配置处理阈值内报文所需时间

配置最大数量阈值

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