（一）、RSTP協議原理（RSTP和STP有兼容性的問題）
一、RSTP產生的背景
1.STP的缺陷：STP協議雖然能夠解決環路問題，但是由於網絡拓撲收斂較慢，影響了用戶通信質量，而且如果網絡中的拓撲結構頻繁變化，網絡也會隨之頻繁失去連通性，從而導致用戶通信頻繁中斷，這也是用戶無法忍受的。
2.由於STP的不足，IEEE於2001年發布的802.1w標准定義了RSTP。RSTP在STP基礎上進行了諸多改進優化，使得協議更加清晰、規范，同時也實現了二層網絡拓撲的快速收斂。
二、STP的不足
問題1.收斂慢 設備從初始化，到收斂完成，最少要經歷30s的時間 .為了防止臨時環路的出現，采用被動等待的計時器. STP的計算，必須要等待固定的時長20s
問題2.交換機BP(blocked) 端口，切換到RP的時候，至少要經歷兩個轉發延時(15*2)
問題3.交換機沒有BP端口，RP端口down掉了，DP端口至少要等待50s才能進行切換
##注解 ：RP：root port 根端口 DP： 指定端口 BP：阻塞端口
問題4.交換機連接終端的端口，切換時間過長，30-50s
問題5.STP的拓撲變更機制，復雜，而且效率低下
問題6.端口角色划分不充分
*沒有指定面向用戶/終端的端口
*沒有備份的根端口/指定端口(30-50)
問題7.端口的狀態有些重復、而且增加了轉發延時
三、RSTP =》對STP技術的改進：端口角色、狀態等
1.端口角色的重新划分
新增了兩種角色：都是用來做備份的，本質上也是被阻塞的(非block狀態) 去掉了 阻塞端口
backup 端口 ：指定端口的備份
alternate端口 ：根端口的備份
端口切換不需要等待轉發延時，相當於STP的uplink-fast
2. 端口狀態的重新划分
狀態由5種縮減為三種
3.快速收斂機制
a)、針對問題1：P/A機制
解析：階段一：設備剛剛啟動，RSTP協議剛剛啟用，所有交換機都認為自己是根橋，向其他交換機發送P置位的BPDU，並把發送P消息的端口變成DP口，同時接口處在Discarding狀態。
階段二：交換機SWA收到SWB和SWC的P消息會置之不理，因為他的橋優先級最高。交換機SWB和SWC收到SWA的P消息后，由於認同SWA是最優的根橋，會根據P/A協商流程回復A消息，並把發送端口變成RP端口，同時接口處在Forwarding狀態。(非根橋交換機配合根橋完成PA，進行STNC同步，把除RP端口外的所有端口（不包括邊緣端口，阻塞端口），都阻塞。B,C向A發送A置為的BPDU)
階段三：SWA與SWB，SWA與SWB的P/A協商已經完成，接下來是SWB和SWC的P/A協商。
*SWB和SWC都會發送根橋為SWA的P消息給對方。
*SWC收到SWB的P消息后，發現P消息里雖然根橋和自己認可的一樣，但是發送者的橋優先級比自己高(SWB>SWC)，所有馬上停止發送P消息，但是由於已經有端口是RP口，也不會回A消息。
*SWB收到SWC的P消息后，發現P消息里雖然根橋和自己認可的一樣，但是發送者的橋優先級比自己低(SWB>SWC)，會不停的發送P消息。 以上狀態在等待2個Forward Delay時間后，SWB端口為DP端口，處在Forwarding狀態， SWC端口為AP端口，處在Discarding狀態。
*實際上SWB與SWC之間的協商等同於退回到STP的模式，但是反正是Discarding狀態，根本不影響其他業務轉發。
##注解：1.快速收斂機制
P/A(proposal/agreement sync機制 ) 一般都是秒級
讓一個指定端口，盡快進入轉發狀態，同時避免環路的發送
三種報文格式：P A SYNC
2.端口的快速切換機制
AP---DP ---針對與問題3
b)、針對問題2.根端口快速切換機制
c)、針對問題3.次等BPDU處理機制
##注釋：次等BPDU的處理機制
當一個接口接收到一個次等BPDU之后，馬上把自身儲存的(最優)BPDU返回給源端口，然后啟動P/A機制，可以實現接口的秒級切換
d)、針對問題4.邊緣端口的引入
4.拓撲變化處理機制
e)、針對問題5.拓撲變更機制優化（扁平化管理）
解析：一旦檢測到拓撲發生變化，將進行如下處理：
*為本交換設備的所有非邊緣指定端口啟動一個TC While Timer，該計時器值是Hello Time的兩倍。在這個時間內，清空狀態發生變化的端口上學習到的MAC地址。同時，由這些端口向外發送RST BPDU，其中TC置位。一旦TC While Timer超時，則停止發送RST BPDU。
*其他交換設備接收到RST BPDU后，清空所有端口學習到MAC地址，除了收到RST BPDU的端口。然后也為自己所有的非邊緣指定端口和根端口啟動TC While Timer，重復上述過程。 如此，網絡中就會產生RST BPDU的泛洪。
5.STP和RSTP的兼容性（RSTP能夠向下兼容）
RSTP協議與STP協議完全兼容
RSTP協議根據收到的BPDU版本號來自動判斷與之相連的交換機支持STP協議還是RSTP協議
解析：a.SW1支持RSTP，發送的報文是STP報文 SW2僅支持STP 發送的報文是STP報文 ===》STP
b.SW1支持RSTP，發送的報文是STP報文 SW3支持RSTP，發送的報文是STP報文 ===》STP
c.SW1支持RSTP，發送的報文是RSTP報文 SW#支持RSTP，發送的報文是RSTP報文 ===》RSTP
6.保護功能
1.BPDU保護
配置邊緣端口的目的：希望這些端口以后組網的時候，連接的都是終端設備
即使邊緣端口連接了交換機，也需要先把這個交換機進行BPDU參數的調試(BID,端口cost值)，當交換機接入網絡，即使存在STP的計算，不會再次造成網絡的震盪
如果邊緣端口硬性規定為不允許連接交換機，在這些端口上來配置BPDU-protection。
實現原理：配置BPDU保護功能后，如果邊緣端口收到BPDU報文，邊緣端口將會被立即關閉。
2.根保護
場景1.客戶網絡和運營商網絡之間進行二層對接 ===》 根橋防護主要配置在運營商網絡上
場景2.由於維護人員的錯誤配置或網絡中的惡意攻擊，網絡中合法根橋有可能會收到優先級更高的RST BPDU
實現原理：一旦啟用Root保護功能的指定端口收到優先級更高的RST BPDU時，端口狀態將進入Discarding狀態，不再轉發報文。在經過一段時間，如果端口一直沒有再收到優先級較高的RST BPDU，端口會自動恢復到正常的Forwarding狀態。
Root保護功能只能在指定端口上配置生效
3.TC-BPDU泛洪保護
場景：黑客在邊緣端口接入一台計算機不斷偽造和發送TC-BPDU (對於邊緣端口來說，不希望收到BPDU報文)
解決方法1：強制規定該端口為邊緣端口，禁止這個端口接收BPDU---》BPDU-protection
解決方法2：(如果允許邊緣端口接收BPDU)，黑客想這個端口發送TC-bpdu,
在單位時間內，交換設備處理TC-BPDU報文的次數可配置，設備只會處理閾值指定的次數
如果TC-BPDU 超過了閾值設置，交換機將不在對這些TC-BPDU進行處理.
四、RSTP配置實現
1.
*stp enable //全局開啟
*STP stp mode rstp //配置STP模式為RSTP
*stp root primary //配置SWA為根橋
*stp bpdu-protection //全局開啟BPDU防護，配合邊緣端口一起使用
*stp edged-port enable //配置端口為邊緣端口
*display interface brief //查看端口信息
2.
