RSTP技术细节

RSTP技术细节

RSTP（快速生成树协议）通过Proposal/Agreement机制，使一个指定端口尽快进入Forwarding状态。如图1所示，根桥S1和S2之间新添加了一条链路。在当前状态下，S2的另外几个端口p2是Alternate端口，p3是指定端口且处于Forwarding状态，p4是边缘端口。

图1 Proposal/Agreement过程示意图

新链路连接成功后，P/A机制协商过程如下：

1. p0和p1两个端口马上都先成为指定端口，发送RST BPDU。
2. S2的p1口收到更优的RST BPDU，马上意识到自己将成为根端口，而不是指定端口，停止发送RST BPDU。
3. S1的p0进入Discarding状态，于是发送的RST BPDU中把proposal和Agreement置1。
4. S2收到根桥发送来的携带proposal的RST BPDU，开始将自己的所有端口进入sync变量置位。
5. p2已经阻塞，状态不变；p4是边缘端口，不参与运算；所以只需要阻塞非边缘指定端口p3。
6. 各端口的synced变量置位后，p2、p3进入Discarding状态，p1进入Forwarding状态并向S1返回Agreement位置位的回应RST BPDU。
7. 当S1判断出这是对刚刚发出的Proposal的回应，于是端口p0马上进入Forwarding状态。
   下游设备继续执行P/A协商过程。

事实上对于STP，指定端口的选择可以很快完成，主要的速度瓶颈在于：为了避免环路，必须等待足够长的时间，使全网的端口状态全部确定，也就是说必须要等待至少一个Forward Delay所有端口才能进行转发。而RSTP的主要目的就是消除这个瓶颈，通过阻塞自己的非根端口来保证不会出现环路。而使用P/A机制加快了上游端口转到Forwarding状态的速度。

P/A机制要求两台交换设备之间链路必须是点对点的全双工模式。一旦P/A协商不成功，指定端口的选择就需要等待两个Forward Delay，协商过程与STP一样。

RSTP拓扑变化处理

在RSTP中检测拓扑是否发生变化只有一个标准：一个非边缘端口迁移到Forwarding状态。

一旦检测到拓扑发生变化，将进行如下处理：

• 为本交换设备的所有非边缘指定端口启动一个TC While Timer，该计时器值是Hello Time的两倍。
  在这个时间内，清空所有端口上学习到的MAC地址。
  同时，由非边缘端口向外发送RST BPDU，其中TC置位。一旦TC While Timer超时，则停止发送RST BPDU。

• 其他交换设备接收到RST BPDU后，清空所有端口学习到MAC地址，除了收到RST BPDU的端口。然后也为自己所有的非边缘指定端口和根端口启动TC While Timer，重复上述过程。
  如此，网络中就会产生RST BPDU的泛洪。

RSTP与STP的互操作

RSTP可以和STP互操作，但是此时会丧失快速收敛等RSTP优势。
当一个网段里既有运行STP的交换设备又有运行RSTP的交换设备，STP交换设备会忽略RSTP BPDU。运行RSTP的交换设备在某端口上接收到运行STP的交换设备发出的配置BPDU，在两个Hello Time时间之后，便把自己的端口转换到STP工作模式，发送配置BPDU，从而实现了互操作。
在华为技术有限公司的数据通信设备上可以配置运行STP的交换设备被撤离网络后，运行RSTP的交换设备可迁移回到RSTP工作模式。