STP故障切換
常見的故障切換，有一下幾種，我們一起來進行分析：
1.根橋故障
如圖所示，根橋為SW1。當根橋故障時，SW2和SW3都沒有辦法收到根橋發送的BPDU。等待Max_Age的20秒之后，SW2和SW3重新選舉根橋。在新的根橋選舉之后，交換機端口從Blocking狀態到Forwarding狀態，需要再等待兩個Forward Delay時間，也就是30秒。因此，根橋故障，需要20秒+30秒共計50秒的時間才能恢復網絡。
2.直連鏈路故障
如圖所示，SW1和SW3之間鏈路發生故障。阻塞端口在SW3上，當SW3和根橋SW1之間的鏈路故障時，對於SW3而言屬於直連鏈路故障，SW3可以立刻檢測到鏈路故障，並且SW3可以從SW2收到BPDU，因此無需等待Max_Age，直接將阻塞端口切換成轉發端口。端口狀態從Blocking到Forwarding，共計兩個Forward Delay時間，共計30秒。
3.非直連鏈路故障
如圖所示，SW1和SW2之間鏈路發生故障。阻塞端口在SW3上。對於SW3而言，屬於非直連鏈路故障。由於SW3的G0/0/2接口處於Blocking狀態，因此SW3無法通過G0/0/2接口發送BPDU給SW2。當SW2和根橋SW1之間鏈路故障時，SW2無法收到BPDU，無從得知根橋是否故障，因此，當計時器到達20秒時，SW2會重新選舉根橋，發送RID為自己BID的BPDU，SW3的G0/0/2口接收到這份BPDU時，會將Blocked接口轉換為Listerning狀態，發送BPDU，告知SW2，當前網絡中根橋是SW1。並繼續等待兩個Forward Delay時間之后，將G0/0/2的狀態轉換為Forwarding狀態。同時SW2的G0/0/2接口變為根端口。因此，非直連鏈路故障，共計需要50秒的時間恢復網絡。
RSTP
由於STP在故障切換時，需要很長的時間才能完成故障切換。在當今的網絡環境中是無法忍受的。RSTP加速了生成樹的收斂，大大提高了收斂速度，使得生成樹可以在極短的時間內完成切換。
1.端口角色
在STP中，定義的端口角色有根端口，指定端口，阻塞端口三種。而在RSTP中，新增了Backup和Alternate兩種備份端口。其中Backup端口是作為指定端口的備份，Alternate端口作為根端口的備份。網絡收斂完成之后，備份端口也處於阻塞狀態；當發生故障鏈路切換時，備份端口可以直接進入轉發狀態。無需等待Forward Delay時間。
2.P/A機制
RSTP在BPDU報文中，的Flags字段中，新增了一些字段，其中有Proposal/Agreement兩個字段，用來完成RSTP快速收斂的P/A機制。
交換機會在每條鏈路上，生成對應的RST BPDU報文。生成樹收斂時，交換機之間互相發送Proposal置位（也就是Proposal字段值設置為1）的BPDU報文。如下圖，SW B向SW A發送RST BPDU，SW A收到之后，進行比較，發現本地的BPDU比對端更優（BID更小），則將本地的BPDU發送給SW B，SW B收到之后，發現對端更優，於是停止發送BPDU。（你厲害，我認慫~.~）與此同時，開始執行P/A的同步操作。
P/A機制中的同步：兩台交換機之間交互完RST BPDU之后，即可選出根端口，並可以立即進入轉發狀態，但有可能會出現臨時環路。P/A機制的同步，就是為了消除臨時環路的產生。在交換機將根端口設置為轉發狀態之前，會將除了根端口之外的所有端口都設置為阻塞狀態。完成這一步，並向對方發送Agreement置位的RST BPDU之后，才將根端口設置為轉發狀態。
SWA--------------------------------------------------------------------------------------------------------SWB
1 發送Proposal置位的BPDU-------------------------------------------------------------------------------->
2 SWB判斷接收到的BPDU是否比本地BPDU更優，若對方更優，則停止發送BPDU，若本地更優，則會回復本地的BPDU
3 <--------------------------------------------------------------------------------------------經過比較，SWB本地的BPDU沒有SWA的優，於是將自己接收BPDU的接口設置為根端口；
並且將其他所有端口設置為阻塞狀態，同時向SWA發送Agreement置位的BPDU，之后，將根端口設置為轉發狀態
3.邊緣端口
對於連接PC的接口，其實並不需要參與生成樹的收斂。邊緣端口屬性，可以在接口鏈路UP之后即可直接進入轉發狀態，無需進行生成樹收斂過程。當開啟邊緣端口的接口接收到BPDU報文之后，將會喪失邊緣端口屬性，變回普通的端口參與生成樹的收斂。
4.根橋失效檢測
在STP中，交換機判斷根橋失效的計時器默認為20秒，而在RSTP中，僅僅需要三倍的Hello時間，即6秒，即可判定為根橋失效。