RSTP：快速收敛的生成树技术

一、STP回顾与不足

STP的核心机制

根桥选举：通过比较BID（Bridge ID，优先级+MAC地址），最小者胜出。
端口角色：根端口（RP）、指定端口（DP）、阻塞端口（Alternate）。
状态切换：需经历Blocking→Listening→Learning→Forwarding，耗时至少30秒（2×Forward Delay）。

STP的缺陷

收敛慢：端口状态切换延迟高，拓扑变化时易引发临时环路。
资源浪费：所有VLAN共享一棵生成树，无法负载均衡。
TCN机制不灵活：主机频繁上下线会触发大量TCN BPDU，影响稳定性。

二、RSTP的核心改进

端口状态简化

STP状态	RSTP状态	功能描述
Disabled	Discarding	不参与生成树计算
Blocking	Discarding	阻塞流量，不学习MAC
Listening	Discarding	参与计算，但不转发数据（可以发送配置BPDU）
Learning	Learning	学习MAC，但不转发数据
Forwarding	Forwarding	正常转发数据

新增端口角色

Backup端口：为同一交换机的冗余端口（用于共享介质场景）。
Aternate端口：根端口的备份，提供冗余路径
边缘端口 ：直接连接终端，跳过延迟直接进入Forwarding状态。注意：Alternate端口针对的是其他交换机的指定端口 ，Backup端口针对的是同一交换机的指定端口

BPDU优化

主动发送：交换机自行周期发送RST BPDU（无需依赖根桥），Hello Time=2秒。
快速老化：BPDU超时时间为3×Hello Time（6秒）。
阻塞状态的端口可以立即的对收到的低优先级的RST BPDU做出回应

三、RSTP快速收敛原理

边缘端口机制

连接终端的端口无需延迟，立即转发。
若收到BPDU则转为普通端口参与生成树计算，避免环路风险。

P/A（Proposal/Agreement）机制（阻塞端口->指定端口）

适用场景 ：点到点链路（如交换机直连）且只能是点到点不能一对多。

复制代码

 #### P/A机制收敛过程**（没有处于监听状态的指定端口快速变为转发状态）**：

 1. 指定端口发送Proposal（提议）。

 2. 下游交换机同步拓扑后回复Agreement（确认）。

 3. 指定端口立即进入Forwarding状态。![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e6d33854733b4bcfaedaf82c927415f1.png)原理SWA初始为根网桥，SWB网桥ID比SWC优先级更高，SWD E0/1为阻塞端口。现SWD变为根网桥，E0/1端口由Alternate端口变为指定端口，触发P/A机制向SWC的E0/1接口发送一个P BPDU，SWC从E0/1(指定端口-\>根端口，转发状态不变，不触发P/A机制)接口收到之后立马阻塞E0/2接口，随机应答一个Agreement BPDU给SWD，SWD的E0/1接口立马变为转发接口；SWC的E0/2端口由于为了应答SWD由指定的端口变为了阻塞端口，但是应答完之后，又得从阻塞端口变为指定端口，触发P/A机制，向SWA的E0/1端口发送P BPDU；回到SWD,SWD从E0/2端口发送配置BPDU给SWB，SWB知道了SWD是根网桥(两端口虽然发生了变化，但是转发状态不变，不触发P/A机制)，随机给SWA发送SRT BPDU，接收E0/2(指定端口-\>根端口，转发状态不变，不触发P/A机制)，SWA收到之后，将E0/1阻塞(指定端口-\>Alternate端口)，此时从SWC发来的P BPDU无法收到，且无法给SWC回复一个A BPDU，所以SWC的E0/2接口不能直接变为转发状态，但是这个接口不通信不影响交换机之间的通信。

拓扑变化处理

触发条件：仅非边缘端口进入Forwarding状态时触发。
响应动作：
- 在两倍Hello时间内向所有其它指定端口和根端口发送TC置位 BPDU报文。
- 清除除接收到TC报文的端口之外的所有指定端口和根端口学习的MAC地址）。

四、RSTP与STP兼容性

混合网络中的行为

RSTP端口连续收到3次STP BPDU时，回退为STP模式（丧失快速收敛能力）。
建议：将STP设备置于网络边缘。

五、典型配置案例

基础配置（华为交换机）

复制代码

# 启用RSTP并设置优先级
[SWA] stp enable
[SWA] stp mode rstp
[SWA] stp priority 4096  # 指定根桥优先级

配置边缘端口

复制代码

[SWC] interface Ethernet 0/1
[SWC-Ethernet0/1] stp edged-port enable  # 边缘端口

强制指定点到点链路

复制代码

[SWA] interface Ethernet 0/10
[SWA-Ethernet0/10] stp point-to-point force=true  # 启用P/A机制

六、总结对比

特性	STP（802.1D）	RSTP（802.1w）
收敛时间	30秒以上	1-2秒（边缘端口/P/A机制）
端口状态	5种	3种（合并Discarding）
端口角色	3种（RP/DP/Alternate）	5种（新增Backup/边缘端口）
拓扑变化处理	TCN/TCA机制	TC置位BPDU

关键改进点：RSTP通过状态简化、主动BPDU、P/A握手和边缘端口，显著提升收敛速度，同时保持与STP的兼容性。