RSTP

为什么要用到RSTP协议:

     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。
    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。

STP的问题：

问题1：收敛慢
   --设备从初始化到完成，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，必须要等待固定时间的时长

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

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

RSTP 对STP技术的改进

端口角色、状态：

	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
	端口切换不需要尽力等待转发延时，相当于STP的uplink-fast
	
	状态由5种缩减为三种
	    discarding:不转发用户流量，不学习MAC地址---》 disable blocking  listening  
		learning  :不转发用户流量，学习MAC地址
		forwarding:转发用户流量，学习MAC地址

RSTP的其他操作

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

端口的快速切换机制:
**AP— 针对与次等BPDU处理机制
**backup — 针对于根端口快速切换机制

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

边缘端口的引入:
**相当于Port-fast，可以让edge-port 不参加RSTP的任何活动，激活后之后就变成了转发状态
**如果边缘端口接口到了BPDU，就丧失了边缘端口的属性(相当于STP的BPDU-filter)
拓扑变更机制的优化：
**STP：逐级通报的过程
**RSTP：扁平化管理，RSTP的所有的交换机 都可以发BPDU(TC)
**如果出现了拓扑变更,RSTP会第一时间通知上下级交换机，清空CAM表
**TC while timer 2个hello时间

RSTP和STP之间的兼容性(RSTP能够向下兼容)

RSTP协议与STP协议完全兼容

	1.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
	2.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
	3.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

RSTP特性

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。

2.根桥防护

	  场景1.客户网络和 运营商网络 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.	<br>

MSTP

MSTP介绍：

  1.单生成树：部分链路 vlan 不通
     --不能实现负载分担
     --对于部分vlan来讲，出现次优路径的问题
  2.PVST(Cisco 私有协议) per 针对与每个vlan， 都生成一个生成树

	PVST  最初是Cisco，每vlan生成树， PVST+   相当于	PVST + RSTP的结合版
	PVST  它要维护每个vlan的生成树，交换机存在多个vlan，就会给交换机的CPU带来很大的压力

  3.MSTP，公有协议。多实例生成树
     --实例：instance
     --核心理念：把每个逻辑拓扑相同的vlan，放到统一的一个实例里面来进行管理
  4.MSTP 它是基于RSTP来开发的，底层就是RSTP，有相同的角色、拓扑变更机制和收敛机制

MSTP-配置示例

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标签：协议,BPDU,RSTP,--,端口,报文,MSTP,STP
来源： https://blog.csdn.net/ID3527/article/details/115484285