数据链路层协议之RSTP协议

1、RSTP相较于STP做了哪些改进？

①减少了端口状态（discarding、学习、转发）；

②增加了端口角色（根端口、指定端口、替代端口、备份端口）；

③BPDU格式以及发送方式不同：STP只使用了最高位TC和最低位TCA，由根桥主动发送，非根桥只有收到根桥的BPDU后才从指定端口转发出去；而RSTP使用了8位，由所有交换机主动发送，每台交换机都会主动地、定期从所有指定端口和根端口发送自己的BPDU；

④当交换网络拓扑结构发生变化时，RSTP可以更快地恢复网络的连通性。

2、STP/RSTP的缺点？

①所有VLAN共享一颗生成树，无法实现不同VLAN在多条trunk链路上的负载分担；

②次优二层路径问题。

3、说说RSTP快速收敛机制，具体到P/A机制。

①边缘端口机制：边缘端口直接进入转发状态，不需要延时，并且不会触发拓扑改变，边缘端口收到BPDU后，会转变为非边缘端口；

②根端口快速切换机制：当交换机当前的根端口失效时，将备用端口转变为新的根端口，从而绕过监听和学习状态，实现毫秒级的故障切换，极大减少了网络中断时间；

③指定端口快速切换机制：P/A机制（必须在点到点链路进行），让非转发状态的指定端口快速进入转发状态。过程是由非转发状态的指定端口发P报文申请指定端口快速转发，下游网桥确认自身指定端口同步置为discarding状态后回A报文，上游网桥接收后指定端口跳过监听/学习，直接转发。

4、RSTP拓扑改变处理机制？

条件：只有非边缘端口转变为转发状态时，产生拓扑改变；

过程：①在两倍Hello时间内向所有其他指定端口和根端口发送TC置位的BPDU报文；②清除除收到TC报文的端口之外的所有指定端口和根端口学习的MAC地址。

5、RSTP为什么比STP收敛快？

①RSTP引入了P/A机制，允许点对点链路通过交换机之间直接协商，在毫秒级内进入转发状态，跳过了STP必需的30秒延迟；

②RSTP的每台交换机都主动发送BPDU作为保活报文，能将链路故障检测时间从STP的20秒缩短到约6秒；

③RSTP定义了替代端口和备份端口作为“热备份”，当主链路故障时，能立即切换而无须重新计算。

6、边缘端口的作用是什么？配置错误会导致什么问题？

作用：连接终端设备，直接进入转发状态，跳过侦听/学习阶段。

配置错误风险：①若误将连接交换机的端口设为边缘端口，可能因BPDU未被处理导致环路；②触发BPDU防护时，端口会被禁用（需手动恢复）。

7、替代端口和备份端口的区别是什么？

替代端口：用于备份根端口，连接不同交换机，接收来自其他交换机的更优BPDU；

备份端口：用于备份指定端口，位于同一交换机，接收本交换机发出的BPDU。

8、网络中出现环路，如何通过STP/RSTP定位问题？

排查步骤：

①检查根桥是否合理；

②确认所有端口状态；

③检查BPDU过滤：是否启用BPDU Guard或PortFast导致异常；

④抓包分析：查看BPDU是否被意外丢弃或篡改。