（一）、RSTP协议原理（RSTP和STP有兼容性的问题）
一、RSTP产生的背景
1.STP的缺陷：STP协议虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛较慢，影响了用户通信质量，而且如果网络中的拓扑结构频繁变化，网络也会随之频繁失去连通性，从而导致用户通信频繁中断，这也是用户无法忍受的。
2.由于STP的不足，IEEE于2001年发布的802.1w标准定义了RSTP。RSTP在STP基础上进行了诸多改进优化，使得协议更加清晰、规范，同时也实现了二层网络拓扑的快速收敛。
二、STP的不足
问题1.收敛慢 设备从初始化，到收敛完成，最少要经历30s的时间 .为了防止临时环路的出现，采用被动等待的计时器. STP的计算，必须要等待固定的时长20s
问题2.交换机BP(blocked) 端口，切换到RP的时候，至少要经历两个转发延时(15*2)
问题3.交换机没有BP端口，RP端口down掉了，DP端口至少要等待50s才能进行切换
##注解 ：RP：root port 根端口 DP： 指定端口 BP：阻塞端口
问题4.交换机连接终端的端口，切换时间过长，30-50s
问题5.STP的拓扑变更机制，复杂，而且效率低下
问题6.端口角色划分不充分
*没有指定面向用户/终端的端口
*没有备份的根端口/指定端口(30-50)
问题7.端口的状态有些重复、而且增加了转发延时
三、RSTP =》对STP技术的改进：端口角色、状态等
1.端口角色的重新划分
新增了两种角色：都是用来做备份的，本质上也是被阻塞的(非block状态) 去掉了 阻塞端口
backup 端口 ：指定端口的备份
alternate端口 ：根端口的备份
端口切换不需要等待转发延时，相当于STP的uplink-fast
2. 端口状态的重新划分
状态由5种缩减为三种
3.快速收敛机制
a)、针对问题1：P/A机制
解析：阶段一：设备刚刚启动，RSTP协议刚刚启用，所有交换机都认为自己是根桥，向其他交换机发送P置位的BPDU，并把发送P消息的端口变成DP口，同时接口处在Discarding状态。
阶段二：交换机SWA收到SWB和SWC的P消息会置之不理，因为他的桥优先级最高。交换机SWB和SWC收到SWA的P消息后，由于认同SWA是最优的根桥，会根据P/A协商流程回复A消息，并把发送端口变成RP端口，同时接口处在Forwarding状态。(非根桥交换机配合根桥完成PA，进行STNC同步，把除RP端口外的所有端口（不包括边缘端口，阻塞端口），都阻塞。B,C向A发送A置为的BPDU)
阶段三：SWA与SWB，SWA与SWB的P/A协商已经完成，接下来是SWB和SWC的P/A协商。
*SWB和SWC都会发送根桥为SWA的P消息给对方。
*SWC收到SWB的P消息后，发现P消息里虽然根桥和自己认可的一样，但是发送者的桥优先级比自己高(SWB>SWC)，所有马上停止发送P消息，但是由于已经有端口是RP口，也不会回A消息。
*SWB收到SWC的P消息后，发现P消息里虽然根桥和自己认可的一样，但是发送者的桥优先级比自己低(SWB>SWC)，会不停的发送P消息。 以上状态在等待2个Forward Delay时间后，SWB端口为DP端口，处在Forwarding状态， SWC端口为AP端口，处在Discarding状态。
*实际上SWB与SWC之间的协商等同于退回到STP的模式，但是反正是Discarding状态，根本不影响其他业务转发。
##注解：1.快速收敛机制
P/A(proposal/agreement sync机制 ) 一般都是秒级
让一个指定端口，尽快进入转发状态，同时避免环路的发送
三种报文格式：P A SYNC
2.端口的快速切换机制
AP---DP ---针对与问题3
b)、针对问题2.根端口快速切换机制
c)、针对问题3.次等BPDU处理机制
##注释：次等BPDU的处理机制
当一个接口接收到一个次等BPDU之后，马上把自身储存的(最优)BPDU返回给源端口，然后启动P/A机制，可以实现接口的秒级切换
d)、针对问题4.边缘端口的引入
4.拓扑变化处理机制
e)、针对问题5.拓扑变更机制优化（扁平化管理）
解析：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，清空状态发生变化的端口上学习到的MAC地址。同时，由这些端口向外发送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。
5.STP和RSTP的兼容性（RSTP能够向下兼容）
RSTP协议与STP协议完全兼容
RSTP协议根据收到的BPDU版本号来自动判断与之相连的交换机支持STP协议还是RSTP协议
解析：a.SW1支持RSTP，发送的报文是STP报文 SW2仅支持STP 发送的报文是STP报文 ===》STP
b.SW1支持RSTP，发送的报文是STP报文 SW3支持RSTP，发送的报文是STP报文 ===》STP
c.SW1支持RSTP，发送的报文是RSTP报文 SW#支持RSTP，发送的报文是RSTP报文 ===》RSTP
6.保护功能
1.BPDU保护
配置边缘端口的目的：希望这些端口以后组网的时候，连接的都是终端设备
即使边缘端口连接了交换机，也需要先把这个交换机进行BPDU参数的调试(BID,端口cost值)，当交换机接入网络，即使存在STP的计算，不会再次造成网络的震荡
如果边缘端口硬性规定为不允许连接交换机，在这些端口上来配置BPDU-protection。
实现原理：配置BPDU保护功能后，如果边缘端口收到BPDU报文，边缘端口将会被立即关闭。
2.根保护
场景1.客户网络和运营商网络之间进行二层对接 ===》 根桥防护主要配置在运营商网络上
场景2.由于维护人员的错误配置或网络中的恶意攻击，网络中合法根桥有可能会收到优先级更高的RST BPDU
实现原理：一旦启用Root保护功能的指定端口收到优先级更高的RST BPDU时，端口状态将进入Discarding状态，不再转发报文。在经过一段时间，如果端口一直没有再收到优先级较高的RST BPDU，端口会自动恢复到正常的Forwarding状态。
Root保护功能只能在指定端口上配置生效
3.TC-BPDU泛洪保护
场景：黑客在边缘端口接入一台计算机不断伪造和发送TC-BPDU (对于边缘端口来说，不希望收到BPDU报文)
解决方法1：强制规定该端口为边缘端口，禁止这个端口接收BPDU---》BPDU-protection
解决方法2：(如果允许边缘端口接收BPDU)，黑客想这个端口发送TC-bpdu,
在单位时间内，交换设备处理TC-BPDU报文的次数可配置，设备只会处理阈值指定的次数
如果TC-BPDU 超过了阈值设置，交换机将不在对这些TC-BPDU进行处理.
四、RSTP配置实现
1.
*stp enable //全局开启
*STP stp mode rstp //配置STP模式为RSTP
*stp root primary //配置SWA为根桥
*stp bpdu-protection //全局开启BPDU防护，配合边缘端口一起使用
*stp edged-port enable //配置端口为边缘端口
*display interface brief //查看端口信息
2.
