RSTP的工作原理

RSTP

端口角色（根据阻塞状态的原因定义了不同端口角色）

AP：收到其他交换机更好的BPDU而被阻塞的接口，功能：RP的备用接口

BP：收到自己的更好的BPDU而被阻塞的接口，功能DP的备用接口
RSTP的P/A协商（P：提议，A：协定）
- 触发的前提：
  - DP处于Discarding状态时
  - 该链路位P2P全双工的链路
- 目的：让链路在没有临时环路的情况下，快速进入到转发状态，不用再等待计时器超时，提高RSTP协议的收敛速度
- 工作原理
  - 当两台交换机连接新链路时，双发都会认为自己的接口是DP，都处于Discarding状态互相发送P置1的BPDU希望和对方做P/A协商。互相交换后选举出DP和RP。
  - 交换机收到后通过这个BPDU判断自己是RP，会阻塞除边缘端口外的其他端口。然后直接将RP端口状态直接变成Forwarding，然后发送A置1的BPDU给对方。如果判断自己是AP则直接继续阻塞。
  - 根桥交换机收到后直接将DP状态变成forwarding。
BPDU flags格式
根端口的快速切换机制
当交换机RP接口失效时为了加快收敛速度，如果该交换机有AP接口则直接将AP接口设置为forwarding状态，因为根端口为去往根桥唯一路径，根端口失效则去往根桥的唯一路径失效，此时直接将AP立即过渡到转发不会引起环路，此时是没有P/A协商机制的
次级BPDU处理机制
交换机的RP接口失效时，会将DP接口的状态设置为discarding状态，此时这个DP接口会发送P置位的以自己作为根的BPDU。
- 对方收到后对比交换机之前收到的BPDU发现收到的为次级BPDU，之后会立即处理进行选举，由于RP还在，所以认为自己是DP并发送P置位的以交换机A作为根BPDU。
- 交换机收到后，通过生成树的计算，发现自己不再是根桥，接口为根端口并回复A置位的BPDU
- 过程图
边缘端口的引入
- 边缘端口是指启用边缘端口的指定端口，会发送BPDU，在收到BPDU会丧失边缘端口的属性重新参与STP的计算，交换机上终端设备的接口连接设置为边缘端口后，会立刻进入转发状态。
- 边缘端口为什么会发送BPDU
  - 边缘端口依然是指定端口
  - 如果边缘端口下行为了产生环路，无法防环。
- 如果边缘端口收到了自己的BPDU会阻塞掉自己防止环路，但依旧可能存在瞬间环路
拓扑变更的机制优化

一个非边缘端口进入forwarding状态
当一个非边缘的端口失效时
*
- 其他端口向对端进行P/A协商，协商完成一旦到转发状态，交换机向所有非边缘端口发送TC置位的RST BPDU。
- 发送方会马上清空发送变化的端口上学习到的MAC地址。4秒后TC While Timer超时，则停止发送RST PBDU
- 接受方收到TC后会清空除收到TC BPDU接口和边缘接口的其他接口MAC地址，并继续从被清空的接口发送TC BPDU