问题描述

STP 协议虽然能够解决环路问题，但是具有如下问题：
1）被动算法，其依靠时间等待来进行收敛，所以收敛速度慢（30s-50s）影响用户通信质量 。
2）如果 STP 网络的拓扑结构频繁变化，网络将频繁失去连通性，而导致用户通信频繁中断（当拓扑变化时，连接主机的端口也会发生变化）。
3）STP 没有细致区分接口状态和接口角色，不利于初学者学习及部署；

解决方案

IEEE 于 2001 年发布的 802.1W 标准定义快速生成树协议 RSTP（Rapid Spanning-Tree Protocol），RSTP 在 STP 基础上进行改进，实现了网络拓扑快速收敛。

原理简述

在 STP 中，当初始时所有交换机都会发送 BPDU 帧，当稳定后只有 Root Bridge 发送；

在 RSTP 中：当初始时，所有交换机都会发送 BPDU 帧；当稳定后，所有交换机都 独立 发送 BPDU 帧（按照 Hello Time 发送，以降低延时）；

协议特性

RSTP 引入新的接口角色，简化 STP 的理解及部署，其中：
1）替代接口：使得交换机在根接口失效时，能够立即获得新的路径到达根桥。
2）备份端口：作为指定端口的备份，帮助链路上的网桥快速获得到根桥的备份路径。
3）边缘接口：使交换机连接终端设备的接口在初始化后，能够立即进入转发状态，提高工作效率。

RSTP 的状态规范根据端口是否转发用户流量和学习 MAC 地址把原来的 5 种状态缩减为 3 种。

RSTP 充分利用了STP协议报文中的Flag字段，其中明确端口角色

RSTP 对 STP 的其他改进：
1）配置 BPDU 的处理发生变化：
—- 当拓扑稳定后，配置BPDU报文的发送方式进行优化
—- 使用更短的 BPDU 超时计时
—- 对处理次等 BPDU 的方式进行优化
2）配置 BPDU 格式的改变，充分利用 STP 协议报文的 Flag 字段，明确接口角色
3）RSTP 拓扑变化处理：相比于STP进行了优化，加速针对拓扑变更的反应速度

应用场景

依旧是二层网络环境，在园区网的接入层与汇聚层。

参考文献

Spanning Tree Protocol – Wikipedia