RSTP接口角色_识别以下拓扑中的根桥及各种接口角色
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STP局限性
IEEE 802.1D中定义的STP，是一个比较古老的标准，在现今的交换网络中，几乎已经很少能够见到它的部署了。原因是STP存在诸多短板，比如收敛慢（一个端口从block到forward需要30~50s）、端口状态定义繁冗、对拓扑变化的感知依赖计时器等。
RSTP
IEEE 802.1w中定义的RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议)可以视为STP的改进版本，RSTP在许多方面对STP进行了优化，它的收敛速度更快，而且能够兼容STP。
RSTP优势
- RSTP引入了新的接口角色，其中替代接口的引入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。
- RSTP引入了P/A机制，使得指定接口被选举产生后能够快速地进入转发状态，而不用像STP那样经历转发延迟时间。
- RSTP还引入了边缘接口的概念，这使得交换机连接终端设备的接口在初始化之后能够立即进入转发状态，提高了工作效率。
RSTP接口角色
RSTP在STP的基础上，增加了两种接口角色：替代(Alternate )接口和备份(Backup)接口。因此，在RSTP中，共有4种接口角色：根接口、指定接口、替代接口和备份接口。
替代接口
- 替代接口可以简单地理解为根接口的备份，它是一台设备上，由于收到了其他设备所发送的BPDU从而被阻塞的接口。
- 如果设备的根接口发生故障，那么替代接口可以成为新的根接口，这可以加快了网络的收敛过程。
- 一台非根桥有且只能有一个根接口，但是该设备可以没有替代接口，也可以有，当存在替代接口时，可以存在一个或多个。当设备的根接口发生故障时，最优的替代接口将成为新的根接口。
如下图所示的网络拓扑中，SW1是网络中的根桥，对于SW3而言，它有两个接口接入了该网络，由于从GE0/0/22接口到达根桥的RPC更小，因此该接口成为该设备的根接口。而GE0/0/23则由于收到了SW2所发送的BPDU，并且经SW3计算、比较后决定阻塞，成为该设备的替代接口。
此时在SW3上执行display stp brief命令能看到如下输出：
ALTE指的是Alternate，也即替代。
备份接口
- 备份接口是一台设备上由于收到了自己所发送的BPDU从而被阻塞的接口。
- 如果一台交换机拥有多个接口接入同一个网段，并且在这些接口中有一个被选举为该网段的指定接口，那么这些接口中的其他接口将被选举为备份接口，备份接口将作为该网段到达根桥的冗余接口。通常情况下，备份接口处于丢弃状态。
如下图所示的网络中，SW1是网络中的根桥，对于SW2而言，它的GE0/0/20及GE0/0/21接口形成了自环，RSTP能够检测到这个环路，并且在这两个接口中选择一个进行阻塞。（缺省时，由于GE0/0/20接口的接口ID更小，因此该接口成为指定接口，而GE0/0/21接口则成为备份接口，备份接口将被阻塞。）
此时在SW2上执行display stp brief命令应该能看到如下输出:
BACK指的是Backup，也即备份。
如下图所示的拓扑场景中，SW2使用两个接口连接在同一台集线器(Hub)上，由于集线器在一个接口上收到的数据会被拷贝到其他所有接口(一个Hub就是一个广播域，而且它并不支持STP/RSTP )，因此SW2从GE0/0/20接口发出的BPDU会被集线器接收并发往SW2的GE0/0/21接口，反之亦然。当SW2的指定接口GE0/0/20发生故障时，备份接口GE0/0/21将继续它的工作，负责与相应的网段实现数据交互。
RSTP接口状态
STP定义了五种接口状态，它们分别是禁用、阻塞、侦听、学习和转发，而RSTP简化了接口状态，将STP的禁用、阻塞及侦听状态简化为丢弃(Discarding)状态，RSTP与STP的接口状态对比如下表所示。
RSTP的配置BPDU
RSTP的配置BPDU被称为RST BPDU （Rapid Spanning Tree BPDU)，它的格式与STP的配置BPDU大体相同，只是其中个别字段做了修改.以便适应新的工作机制和特性。对于RST BPDU来说，
- “协议版本ID”字段的值为0x02“，"BPDU类型”字段的值也为0x02。
- “标志”字段中，该字段一共8bit，STP只使用了其中的最低比特位和最高比特位，而RSTP在STP的基础上，使用了剩余的6个比特位，并
且分别对这些比特位进行了定义，如下表所示。
比特位含义如下：
- STP只使用了该字段的最高及最低比特位，在RST BPDU中这两个比特位的定义及作用不变（确认TCN BPDU的TCA位以及根桥泛洪通知拓扑变化的TC位）。
- Aggrement(同意)及Proposal(提议)比特位用于RSTP的P/A ( Proposal/Aggrement)机制，该机制大大地提升了RSTP的收敛速度。
- Port Role(接口角色)比特位的长度为2bit，用于标识该RST BPDU发送接口的接口角色，01表示根接口，10表示替代接口，11表示指定接口，00被保留使用。
- Forwarding(转发)及Learning(学习)比特位用于表示该RST BPDU发送接口的接口状态。
RSTP 配置BPDU发送机制
RSTP与STP不同，在网络稳定后，无论是根桥还是非根桥，都将周期性地发送配置BPDU，也就是说对于非根桥而言，它们不用在根接口上收到BPDU之后，才被触发而产生自己的配置BPDU，而是自发地、周期性发送BPDU。
RSTP 次优BPDU优化
运行STP的交换机在每个接口上保存一份BPDU，对于根接口及非指定接口而言，交换机保存的是发送自上游交换机的BPDU，而对于指定接口而言，交换机保存的是自己根据根接口的BPDU所计算出的BPDU。
如果接口收到一份BPDU，而且该接口当前所保存的BPDU比接收的BPDU更优，那么后者对于前者而言，就是次优 BPDU。
在STP中：
- 当指定接口收到次优BPDU时，它将立即发送自己的BPDU（自己计算的BPDU更优）；
- 对于非指定接口，当其收到次优BPDU时（表示该网段的接口状态发生了变化，因为非指定接口发现自己计算的BPDU更优），它将等待接口所保存的BPDU老化之后，再重新计算新的BPDU，并将新的BPDU发送出去，这将导致非指定接口需要最长约20s的时间才能启动状态迁移。（非指定接口指的是收到的BPDU比自己计算的BDPU更优）
在RSTP中：
- 无论接口的角色如何，只要接口收到次优BPDU，便立即发送自己的BPDU，这个变化使得RSTP的收敛更快。
