STP :Spanning Tree Protocol,生成树协议是IEEE为了避免二层环路而提出的技术,在解决二层环路的同时能提供链路冗余。STP适合任何拓扑,环形拓扑、mesh拓扑都能胜任,不过STP的收敛时间较慢,通常需要30 ~ 50s,难以适应当前网络中业务的需求。
为了提高STP的收敛速度,IEEE提出了RSTP标准,即快速STP。RSTP相对于STP的改进有:
1.RSTP把端口角色和端口状态进行了分离,并简化端口状态
RSTP中只有discarding、learning、forwarding三个状态
STP中有disable、blocking、listening、learning、forewording五个状态
2.RSTP更精细划分了端口角色
root端口、designed端口的定义和STP一样,但对于处在discarding状态的端口细分为alternate端口(root备份端口)和backup端口(designed备份端口),另外,引入了一类特殊的designed的端口——edged端口,与主机或其他终端设备相连的端口。
3.基于对端口角色的精确划分,RSTP引入了各种端口的快速迁移机制
3.1 designed端口的快速迁移机制,在P2P链路上,如果designed端口处理discarding状态,立即启动proposal(提议、投标、计算)和同步过程,快速收敛网络
3.2 edge端口可以立即forwarding
3.3 失去root端口后,立即启用最有的alternate端口,并直接进入Forwarding状态
4.网桥不在简单的中继根桥发送的BPDU,而是每hello timer从指定端口独立发送BPDU。如果一个端口三次没有收到该网段指定桥从指定端口发送的BPDU,就认为指定网桥故障,这可以加速BPDU的老化,快速发现网络故障。比如,这避免了STP中非直连链路失效时20s的报文老化时间。
5.次优BPDU(inferior BPDU)处理的优化
在STP中,只有designed端口收到了次优BPDU才回应一个BPDU报文。
在RSTP中,如果非designed端口收到了原指定桥的次优BPDU,也立即回应一个BPDU,这避免了一个网段的原指定桥在失去root端口后,需要等待对端20秒时间老化报文后才能收敛。在CISCO中,这个优化称为backbone fast。
6.只有在非edge端口变为forwarding时才发拓扑改变报文,而且一旦感知了拓扑改变,拓扑改变信息在所有的root端口和非边缘的designed端口扩散,这保证了拓扑改变的信息快速传播和网络的快速收敛。
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 。
在STP中,端口变为forwarding或变为blocking都会导致发送拓扑改变报文,而且拓扑改变由感知的桥设备先知会根桥,再由根桥发送拓扑改变报文,大大延迟网络收敛。
STP、RSTP缺点和新型大二层环境
缺点:(1)收敛太慢 (2)对于大二层环境支持较弱,运行卡顿
可替代STP的技术:Eth-Trunk、istack css、SVF、trill、vxlan
如果某网络环境中,既有运行RSTP的交换机,也有运行STP的交换机。那么
- RSTP可以和STP互操作,但是此时会丧失快速收敛等RSTP优势。
- 如果是华为的交换设备,则RSTP会转换到STP模式,并且可以配置运行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。
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