文章目錄
1.小知識
1.1 所有交換機使用RSTP，就一定快速收斂嗎？
答案：不一定。RSTP是否啓用P/A快速收斂機制，除了需要對端設備開啓RTSP協議，還需要確定物理鏈路類型。在RSTP定義中有point-to-point類型和share類型，當鏈路上有hub或者端口半雙工時，交換機一般都認爲鏈路是share類型，這個時候在該鏈路上就不會啓動P/A，鏈路是point-to-point類型時，交換機會啓動P/A機制。
思科交換機在接口模式下使用spanning-tree link-type {share|point-to-point}指定類型；華爲交換機在接口模式下使用stp point-to-point 指定類型。
1.2 P/A機制下，誰來負責避免環路呢？
記住一點：由執行根端口角色變更的交換機在本地執行環路避免工作，例如設備變成根橋了，它以前的根端口角色就不存在變成指定端口；端口的開銷變大或變小了，需要重新選舉根端口了。這些情況都會引起根端口角色變更。
1.3 交換機在具體如何執行環路避免呢？
設備在P/A傳遞機制中，非邊緣端口會處於discard狀態不會轉發數據，設備只有收到A置位的報文才會將非邊緣端口設置爲forwarding狀態。請記住一點：在初始化時候，所有交換機都會發送P置位報文，也是所有交換機協商完畢後，A置位的報文才會產生。
1.4 拓撲變更時，所有設備的MAC表都清理嗎？
一定要記住：RSTP拓撲變更時，只有受到變更影響的設備MAC表才需要清理，並不是全網設備都需要清理。
2.拓撲收斂
在拓撲收斂中，只有非邊緣端口狀態從discard轉到forwarding纔會觸發拓撲變更TC報文，這裏只討論到設備角色和端口角色選舉完畢爲止，至於MAC表變更不做討論，因爲這個很簡單。
2.1 初始網絡收斂
SW1優先級設置爲root primary，SW4優先級設置爲root secondary，下面描述網絡初始化時收斂過程：
1.所有設備初始時都認爲自己是根橋，發送P置位的BPDU告訴鄰居，我是老大，都是指定端口，你就說同不同意。
2.LSW1和LSW4收到LSW2和LSW3報文後，都一致認爲它倆是小弟，所以不會發送A置位的BPDU報文。
3.LSW2和LSW3收到LSW1和LSW4報文後，認爲LSW1是老大，於是將LSW1是老大的信息，再次發送P置位的BPDU給LSW4。
4.LSW4一看該信息，得了老大是LSW1了，於是向LSW2和LSW3發送A置位報文。LSW2和LSW3也會將A置位報文發給LSW1，都承認LSW1是根橋老大。
5在設備發送或收到A置位BPDU後，根端口和指定端口立刻選舉出來，並設置爲forwarding。這個時間很快，也不需要經過STP的端口轉換延遲。
2.2 新增根橋設備收斂
以前的根橋時LSW1，後面新加設備LSW5的優先級更高，所以它是新根橋，其收斂過程如下：
1.LSW5認爲自己是根橋老大，設置gi0/0/1爲指定端口處於disacrd狀態，併發送根橋ID是自己的P置位BPDU給LSW2.
2.LSW2也一樣發送P置位的BPDU給LSW5，不過發現LSW5更優，所以立刻認爲gi0/0/3是根端口，gi0/0/1和gi0/0/2設置爲指定端口，但是爲了防止環路，端口都是discard狀態。
3.LSW2向下級LSW1和LSW4傳遞P置位的BPDU，告訴它們老大換人了，抓緊協商同意把。LSW1和LSW4經過協商認爲新老大是LSW5，於是端口都設置爲discard狀態。但是不會立刻向LSW2發送A置位的報文，因爲LSW1和LSW4下游還有設備。
4.LSW1和LSW4向下級LSW3發送P置位的BPDU，LSW3協商認爲老大是LSW5，於是端口都設置爲discard狀態。由於LSW3已經是最下級設備，所以LSW3開始向上發送A置位的BPDU，並協商端口角色，其中根端口和指定端口立刻進入forwarding狀態，阻塞端口繼續處於discard狀態。
5.LSW1和LSW4收到A置位BPDU後協商自己端口角色，根端口和指定端口立即進入forwarding狀態，LSW1和LSW4也會立即向上發送A置位BPDU。
6.LSW2收到A置位BPDU後，根和指定端口立即進入forwarding狀態，同時向上轉發A置位報文，LSW5收到報文後指定端口進入forwarding狀態。
7.至此拓撲收斂完畢，雖然步驟很多但所用時間其實很短，大型拓撲也不過1-2秒左右就可以搞定。
2.3 新增非根橋收斂
新增的LSW5優先級沒有LSW1高，所以它只算是普通設備，收斂過程如下：
1.LSW5認爲自己是根橋老大，將gi0/0/1設置爲指定端口discard狀態，併發送P置位的BPDU，該BPDU中的根橋是自己。LSW2的gi0/0/3設置爲指定端口discard狀態，向LSW5發送P置位的BPDU，該BPDU的根橋是LSW1。
2.LSW5發現還是LSW1厲害一些，所以認爲LSW1是根橋，併發送A置位的BPDU，設置gi0/0/1爲根端口狀態立即變爲forwarding。LSW2的gi0/0/3也立刻變成指定端口forwarding狀態。
2.4 原設備升級根橋收斂
原拓撲中LSW1是根橋，LSW4的gi0/0/2是替代端口AP，後面認爲修改LSW4爲新根橋，其拓撲收斂工程如下：
1.LSW4認爲自己是根橋老大，於是非邊緣端口全部設置爲指定端口，但是轉發狀態維持不變，開始向LSW2和LSW3發送P置位的BPDU。
2.LSW2和LSW3收到P置位BPDU後，認爲LSW4是新根橋老大，將自己端口設置爲discard狀態，並向下遊設備轉發P置位的BPDU。
3.LSW1收到P置位的BPDU後，認爲LSW4是新根橋老大，將自己的端口先設置爲discard狀態。由於LSW1是最下游設備，所以開始發送A置位的BPDU，同時內部選舉端口角色，並將根端口和指定端口設置爲forwarding狀態。
4.LSW2和LSW3收到A置位的BPDU後內部選舉端口角色，並將根端口和指定端口立刻設置爲forwarding狀態。LSW2和LSW3同時向LSW4發送A置位的BPDU。
5.LSW4收到A置位的BPDU後，discard狀態的指定端口立刻進入forwarding狀態，至此收斂完畢。
3.故障收斂
3.1直連故障
LSW1與LSW3的直連鏈路出現故障，收斂過程如下：
1.LSW3發現根端口失效後，根端口立即失效並刪除最優BPDU信息，同時因爲收到來自LSW2的配置BPDU報文，所以不會等待3個hello時間，立刻將AP端口（AP端口就是根端口的備份）設置爲根端口，並將狀態從discard變成forwarding。LSW3觸發拓撲變更向LSW2發送TC置位的BPDU。
2.LSW2收到TC置位的BPDU後，按照規則刪除MAC表，並向LSW1繼續發送TC置位的BPDU.
3.LSW1根據規則刪除MAC表，拓撲和MAC表收斂完畢，收斂時間忽略不計。
3.2 非直連故障
在該拓撲中，LSW1和LSW3出現了非直連故障，拓撲收斂過程如下：
1.LSW2與LSW1鏈路故障，LSW2立刻檢測到RP端口失效，LSW2等待3個hello時間依然收不到任何設備發送的BPDU，就認爲自己是根橋，Gi0/0/2端口角色不變，狀態變成discard，發送根橋ID是自己的P置位配置BPDU。
2.LSW3在阻塞端口AP收到LSW2發送的次優BPDU後，立刻認爲gi0/0/1端口應該是指定端口，併發送P和A都置位的最優BPDU給LSW2。 這裏RSTP就比STP快了50秒，因爲STP需要等20S超時+30S的端口變遷，阻塞端口才能變成指定端口並進入forwarding狀態。
3.LSW2收到最優BPDU後，不在認爲自己不是根橋，所以指定端口狀態變成forwarding，發送A置位的BPDU報文。LSW3收到報文後，指定端口gi0/0/1進入forwarding狀態，並且發送TC置位的報文。
4.LSW1和LSW2收到TC置位報文後，按照規則刪除MAC表，拓撲收斂完畢，大概需要3個hello=6S。