RSTP基础知识

Posted 2020-12-05

RSTP基础知识

因为STP收敛速度过慢，远远低于三层协议的收敛，所以，后来推出了快速STP。RSTP引入了一些新的功能：比如端口角色增加，端口状态减少，配置BPDU格式进行了修改，能实现快速收敛。

一、 新的端口角色

AP：如果该端口不属于所连接网段的指定交换机，则端口状态为预备端口，预备端口是根端口的备份

BP：对于非根非指定端口，如果这个端口属于所连接网段的指定交换机，则端口状态为备份端口，备份端口是指定端口的备份(BP能接收到自己发送的BPDU)

另一种解释：

从配置BPDU的角度来看：

AP就是由于学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口

BP就是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口

从用户流量角度来看：

AP提供了从指定桥到根的另一条可切换路径，作为根端口的备份

BP作为指定端口的备份，提供了另一条从根桥到相应网段的备份。

二、新的端口状态

forwarding：转发状态

learnning：学习状态

discarding: 华为的传统STP也discarding状态，而不是blocking。 在快速生成树中，discarding状态包括了 listening blocking和disbled 如果不转发用户流量也不学习MAC地址，端口状态是discarding.

三、如何实现快速收敛

1. RP端口的快速切换：如果一个交换机根端口丢失，且它有AP端口，那么它将快速切换AP为RP。

2. DP端口发起的提议/协定：在点到点的链路上，由指定端口发起proposal，根端口收到以后，会将本交换机除边缘端口以外的正在转发的接口置于discarding状态，然后向上游回复agreement，这样，这一对指定端口--根端口完成了收敛，接着再进行下一层的收敛。这个P/A收敛机制是从根桥一直向下游实现。

3. 三倍hello时间超时:华为的设备在标准的RSTP上，需要诚意一个时间因子，默认为3.即3倍hello超时为18秒。

4. 边缘端口引入，当一个端口被配置为边缘端口以后，它能立即进入转发状态。它不参与RSTP的运算。 如果一个边缘端口收到了BPDU，那么它将放弃边缘端口的属性，成为普通的STP端口。（当一个交换机的两个边缘端口连接到一台关闭了STP的华为交换机上，会形成环路。因为关闭了STP的华为交换机会过滤STP报文。实验表明：非边缘端口这样接也会引起环路。）

四、 配置BPDU的变化

1. 非根桥设备也可以发送配置BPDU

2. BPDU超时：3倍hello时间 * 时间因子（3），18秒

3. 对于次优BPDU的处理：当一个接口收到了上游指定交换机发送过来的RST配置BPDU后，该端口会将自身存储的BPDU与收到了BPDU进行比较。如果该端口存储的RST BPDU比收到的RST BPDU更优，那么该端口会直接丢弃收到的RST BPDU，并且将自己的RST BPDU回应给上游。当上游收到下游设备的RST BPDU以后，上游设备会根据收到的RST BPDU报文中相应的字段立即更新自己存储的RST BPDU。RSTP收到次级BPDU以后不依赖于任何定时器通过超时来解决拓扑收敛。

五、RSTP如何实现P/A快速收敛机制

RSTP通过对STP协议的改进，实现了快速收敛。

链路为点对点，RSTP按照P/A快速收敛进入转发状态：

1. 上游设备发送Proposal报文，启动等待定时器。

2. 下游设备堵塞全部其它端口，回应上游Agreement报文。

3. 上游设备收到Agreement报文，端口进入转发状态。

通过一层一层的往下游请求，下游同意快速收敛，上游进入转发，实现整个RSTP网络快速收敛。