STP 生成树协议
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思维导图：
1. 环路问题
1.1 广播风暴
产生原因：根据交换机的转发原则，如果交换机从一个端口上接收到的是一个广播帧，或者是一个目的MAC地址未知的单播帧，则会将这个帧向除源端口之外的所有其他端口转发。如果交换网络中有环路，则这个帧会被无限转发，此时便会形成广播风暴，网络中也会充斥着重复的数据帧。
本例中，主机A向外发送了一个单播帧，假设此单播帧的目的MAC地址在网络中所有交换机的MAC地址表中都暂时不存在。SWB接收到此帧后，将其转发到SWA和SWC，SWA和SWC也会将此帧转发到除了接收此帧的其他所有端口，结果此帧又会被再次转发给SWB，这种循环会一直持续，于是便产生了广播风暴。交换机性能会因此急速下降，并会导致业务中断。
1.2 MAC地址表翻转
产生原因：交换机是根据所接收到的数据帧的源地址和接收端口生成MAC地址表项的。
- 主机A向外发送一个单播帧，假设此单播帧的目的MAC地址在网络中所有交换机的MAC地址表中都暂时不存在。SWB收到此数据帧之后，在MAC地址表中生成一个MAC地址表项，00-05-06-07-08-AA，对应端口为G0/0/3，并将其从G0/0/1和G0/0/2端口转发。
此例仅以SWB从G0/0/1端口转发此帧为例进行说明。 - SWA接收到此帧后，由于MAC地址表中没有对应此帧目的MAC地址的表项，所以SWA会将此帧从G0/0/2转发出去。
- SWC接收到此帧后，由于MAC地址表中也没有对应此帧目的MAC地址的表项，所以SWC会将此帧从G0/0/2端口发送回SWB，也会发给主机B。
- SWB从G0/0/2接口接收到此数据帧之后，会在MAC地址表中删除原有的相关表项，生成一个新的表项，，00-05-06-07-08-AA，对应端口为G0/0/2。此过程会不断重复，从而导致MAC地址表震荡。
1.3 多帧复制
PC2向PC1发送一个单播帧Y，假设S2的MAC地址表中不存在关于PC1的MAC地址表项，所以S2会对Y帧进行泛洪。假设S1的MAC地址表项中存在“PC1的MAC地址<——>port 3” ，S3的MAC地址表项中存在“PC1的MAC地址<——>port 1” ，显然，S1，S3都会对Y帧进行点对点转发操作。最后的结果是PC1 会收到两份Y帧的拷贝。
2. STP 作用
STP通过阻塞端口来消除环路，并能够实现链路备份的目的。
2.1 作用
消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。
链路备份：当活动路径发生故障时，激活备份链路，及时恢复网络连通性。
2.2 基本术语
2.2.1 桥（Bridge）
桥和交换机这两个术语是互用的。
2.2.2 桥MAC地址
一个桥有多个转发端口，一个端口有一个MAC地址。通常把编号最小的那个端口MAC地址作为桥的MAC地址。
2.2.3 桥 ID（BID）
-
一个桥的桥ID由两部分组成，2字节的桥优先级和6字节的桥MAC地址。
-
桥优先级可以人为指定，缺省值为0x8000（相当于32768）。
2.2.4 端口 ID（PID）
端口ID有两种定义方式，不同厂家采用的 PID 定义方式不同，同样端口优先级也是可以人为指定的,缺省情况下，端口优先级是128。。
- PID 由两字节组成，第一个字节表示端口优先级，后一个字节是端口编号；
- PID 由16bits组成，前4bit表示端口优先级，后12bit表示端口编号；
3. STP 树的生成
STP通过构造一棵树来消除交换网络中的环路。
- 每个STP网络中，都会存在一个根桥，其他交换机为非根桥。根桥或者根交换机位于整个逻辑树的根部，是STP网络的逻辑中心，非根桥是根桥的下游设备。当现有根桥产生故障时，非根桥之间会交互信息并重新选举根桥，交互的这种信息被称为BPDU。BPDU中包含交换机在参加生成树计算时的各种参数信息;
- STP中定义了三种端口角色：指定端口，根端口和预备端口。
- 指定端口是交换机向所连网段转发配置BPDU的端口，
每个网段有且只能有一个指定端口。一般情况下，根桥的每个端口总是指定端口。 - 根端口是非根交换机去往根桥路径最优的端口。在一个运行STP协议的交换机上最多只有一个根端口，但
根桥上没有根端口。 - 如果一个端口既不是指定端口也不是根端口，则此端口为预备端口。
预备端口将被阻塞。
STP树生成过程：
- 选举一个根桥。
- 每个非根交换机选举一个 根端口。
- 每个网段选举一个指定端口。
- 阻塞非根、非指定端口。
3.1 选举根桥
选取原则：桥优先级是可以配置的，取值范围是0～65535，默认值为32768。优先级最高的设备（数值越小越优先）会被选举为根桥。如果优先级相同，则会比较MAC地址，MAC地址越小则越优先。
交换机启动后就自动开始进行生成树收敛计算。**默认情况下，所有交换机启动时都认为自己是根桥，自己的所有端口都为指定端口，这样BPDU报文就可以通过所有端口转发。**对端交换机收到BPDU报文后，会比较BPDU中的根桥ID和自己的桥ID。如果收到的BPDU报文中的桥ID优先级低，接收交换机会继续通告自己的配置BPDU报文给邻居交换机。如果收到的BPDU报文中的桥ID优先级高，则交换机会修改自己的BPDU报文的根桥ID字段，宣告新的根桥。
3.2 确定根端口
-
根桥确定后，其他没有称为根桥的交换机都被称为非根桥。
-
非根交换机在选举根端口时分别依据该端口的根路径开销、对端BID（Bridge ID）、对端PID（Port ID）和本端PID。
-
每个非根桥都要选举一个根端口。根端口是距离根桥最近的端口，这个最近的衡量标准是靠路径开销来判定的，即路径开销最小的端口就是根端口。
-
根端口是根桥与非根桥之间进行报文交互的端口。一台非根桥设备上只有一个根端口。
根路径开销： 交换机的某个端口到根桥的累计路径开销（即从该端口到根桥所经过的所有链路的路径开销的和）称为这个端口的根路径开销（Root Path Cost，RPC）
思科路径开销：
| Link Speed | Cost (New IEEE Specification) | Cost (Old IEEE Specification) |
|---|---|---|
| 10 Gb/s | 2 | 1 |
| 1 Gb/s | 4 | 1 |
| 100 Mb/s | 19 | 10 |
| 10 Mb/s | 100 | 100 |
华为路径开销：
| 端口速率 | 路径开销（IEEE 802.1t标准） |
|---|---|
| 10 Mbit/s | 2 000 000 |
| 100 Mbit/s | 200 000 |
| 1 Gbit/s | 20 000 |
| 10 Gbit/s | 2 000 |
3.2.1思科选取根端口优先顺序：
- 选择最低的BID;
- 选择最低的路径开销（一定是到跟桥的路径）;
- 选择最低发送者的BID;
- 选择最低端口优先级;
- 选择最低端口的ID;、
3.2.2 华为选取根端口优先顺序：
- 端口收到一个BPDU报文后，抽取该BPDU报文中根路径开销字段的值，加上该端口本身的端口开销即为本端口路径开销。如果有两个或两个以上的端口计算得到的
累计路径开销相同，那么选择收到发送者BID最小的那个端口作为根端口。
- 如果两个或两个以上的端口连接到同一台交换机上，则选择
发送者PID最小的那个端口作为根端口。如果两个或两个以上的端口通过Hub连接到同一台交换机的同一个接口上，则选择本交换机的这些端口中的PID最小的作为根端口。
3.3 确定指定端口
每个网段都应该有一个指定端口，根桥的所有端口都是指定端口（除非根桥在物理上存在环路）。
3.3.1 思科设备指定端口比较
- 最低的根桥ID
- 最低的根路径代价
- 最低发送者桥ID
- 最低端口ID
3.3.2 华为设备指定端口比较
- 根路径开销
- 端口所在交换机桥ID（BID）
- 端口ID（PID）
指定端口的选举也是首先比较累计路径开销，累计路径开销最小的端口就是指定端口。如果累计路径开销相同，则比较端口所在交换机的桥ID，所在桥ID最小的端口被选举为指定端口。如果通过累计路径开销和所在桥ID选举不出来，则比较端口ID，端口ID最小的被选举为指定端口。
3.4 阻塞备用端口
未被选举为根端口或指定端口的端口为预备端口，将会被阻塞。
网络收敛后，只有指定端口和根端口可以转发数据。其他端口为预备端口，被阻塞，不能转发由终端计算机产生并发送的数据帧，但是可以接受并处理STP协议帧。只能够从所连网段的指定交换机接收到BPDU报文，并以此来监视链路的状态。
4. STP 报文格式
-
STP通过交换STP协议帧来建立和维护STP树，在网络拓扑发生变化的时候重建新的STP树。
-
STP协议帧是组播帧，组播地址为01-80-c2-00-00-00
-
STP协议帧有采用IEEE802.3封装，有两种格式：Configuration BPDU和TCN BPDU
4.1 Configuration BPDU
初始STP树的过程中，各STP交换机都会周期性（2s）主动发送Configuration BPDU。
在STP 稳定后只有根桥周期性发送Configuration BPDU；非根桥会在根端口收到根桥发来的Configuration BPDU，并触发产生自己的Configuration BPDU，且从指定端口发出。（根端口接收，指定端口发出）
4.1.1 BPDU报文格式：
BPDU携带的参数可以分为三类：
- 第一类BPDU自身标识，包括协议标识、版本号、、BPDU类型和flags；
- 第二类是用于STP计算的参数，包括交换机BID，点前根桥BID，发送BPDU的PID和RPC；
- 第三类是时间参数；
| 字段 | 字节数 | 说明 |
|---|---|---|
| protocol identifier | 2 | 总是 0x0000 |
| protocol version identifier | 1 | 总是 0x00 |
| BPDU type | 1 | 0x00:Configuration BPDU 0x80:TCN BPDU |
| Flags | 1 | 网络拓扑变化标志：仅使用了最高（TCA）最低（TC） |
| 根桥ID | 8 | 由根桥的优先级和MAC地址组成，每个STP网络中有且仅有一个根桥 |
| 根路径开销 | 4 | 到根桥的最短路径开销 |
| 指定桥ID | 8 | 由指定桥的优先级和MAC地址组成 |
| 指定端口ID | 2 | 由指定端口的优先级和端口号组成 |
| Message Age | 2 | 配置BPDU在网络中传播的生存期（每经过一个桥，-1） |
| Max Age | 2 | 配置BPDU在设备中能够保存的最大生存期（缺省20s） |
| Hello Time | 2 | 配置BPDU发送的周期（2s） |
| Forward Delay | 2 | 端口状态迁移的延时（缺省15s）。控制端口Listening和Learning状态持续时间，缺省15s |
4.1.2 STP 计时器
- Hello Time是指运行STP协议的设备发送配置BPDU的时间间隔，用于检测链路是否存在故障。交换机每隔Hello Time时间会向周围的交换机发送配置BPDU报文，以确认链路是否存在故障。
当网络拓扑稳定后，该值只有在根桥上修改才有效。 - Message Age是从根桥发送到当前交换机接收到BPDU的总时间，包括传输延时等。如果配置BPDU是根桥发出的，则Message Age为0。实际实现中，配置BPDU报文
每经过一个交换机，Message Age增加1。 - Forward Delay是指端口状态迁移时间。STP生成树需要一定的时间，如果选出来的根端口或者指定端口马上进入转发状态的话，可能就会总成临时工作环路。forward delay机制：
新选出来的根端口和指定端口需要经过两倍的forward delay时间延时后才可以进入用户数据帧的转发状态，保证此时工作拓扑已无环路。 - Max Age是指BPDU报文的老化时间，可在根桥上通过命令人为改动这个值。Max Age通过配置BPDU报文的传递，可以保证Max Age在整网中一致。非根桥设备收到配置BPDU报文后，会将报文中的Message Age和Max Age进行比较：如果Message Age小于等于Max Age，则该非根桥设备会继续转发配置BPDU报文。如果Message Age大于Max Age，则该配置BPDU报文将被老化掉。该非根桥设备将直接丢弃该配置BPDU，并认为是网络直径过大，导致了根桥连接失败。
4.2 TCN BPDU
TCN BPDU是指下游交换机感知到拓扑发生变化时向上游发送的拓扑变化通知。
TCN BPDU 只有三个字段：协议标识，协议版本号和类型。
TCN BPDU工作流程：
如果网络中某条链路发生故障，导致拓扑发上变化，位于故障点的交换机可以感知到变化，但是其他交换机无法感知。
- 位于故障点的交换机会以Hello Time为周期通过
根端口不断向上游交换机发送TCN BPDU，直到从上游交换机收到TCA 标志置1的configuration BPDU； - 上游交换机收到TCN BPDU后，一方面通过指定端口回复下游交换机TCA置1的configuration BPDU，一方面以hello time为周期向上游交换机发送TCN BPDU；
- 根桥收到TCN BPDU后，发送TC 置1 的configuration BPDU通告所有交换机网络拓扑发生变化；
- 交换机收到TC标志置1的configuration BPDU，便意识到网络拓扑已经发生变化，说明自己MAC地址表项可能已经不正确。此时交换机会将MAC地址表的老化周期（缺省300s）置缩短为Forward relay时间长度（缺省15s）。
5. STP 端口状态
5.1 端口状态
STP定义了五种端口状态：去能状态、阻塞状态、侦听状态、学习状态和转发状态。
| 端口状态 | 说明 |
|---|---|
| 去能（Disabled） | 无法接受发送任何帧，端口处于关闭状态（Down） |
| 阻塞（Blocking） | 可以接受并分析STP协议帧，但是不能发送STP协议帧，也不能转发用户数据帧 |
| 侦听（Listening） | 可以接受并发送STP协议帧，但是不能学习MAC地址，也不能转发用户数据帧 |
| 学习（Learning） | 可以接受并发送STP协议帧，可以学习MAC地址，也不能转发用户数据帧 |
| 转发（Forwarding） | 可以接受并发送STP协议帧，可以学习MAC地址，同时也能转发用户数据帧 |
5.2端口状态迁移
- 端口初始化或使能;
- 端口被选为根端口或指定端口。
- 端口不再是根端口或指定端口。
- forward delay计时器超时。
- 端口禁用或链路失效。
-
STP在启动的时候，端口状态由
Disabled转为Blocking，此时端口指定接收分析BPDU，不能发送； -
如果Blocking状态端口被选为根端口或者指定端口，会
进入Listening状态，此时端口接收并发送BPDU，这种状态会持续一个Forward Delay时间（缺省15s）； -
没有意外情况回到Blocking，端口会
进入Learning状态，并持续一个Forward Delay时间（缺省15s），此时端口可以收发BPDU，同时构建MAC地址表，为转发用户数据帧做准备； -
没有意外，端口
进入Forwarding状态，开始用户数据帧转发工作； -
状态迁移过程中，一旦端口被关闭或者出现链路故障，进入去能状态；
-
状态迁移过程中，一旦端口不再是根端口或者指定端口，进入阻塞状态；
5.3 端口状态转换举例
- 假设交换机S1，S2，S3同一时间启动。各个交换机从Disabled进入Blocking状态。由于处于Blocking状态只能接受分析BPDU，不能发送，所以任何端口都收不到BPDU。
等待MAX Age（缺省20s）时间后，每台交换机都会认为自己是根桥，每个端口都是指定端口，端口状态迁移为Listening；- 交换机进入learning状态后就会开始发送自己的Configuration BPDU，同时也会受到其他交换机发送的Configuration BPDU。
- 假设S2先发送Configuration BPDU，S3从自己的G 0/0/2端口收到后，发现S2 的BID逼自己的小，于是认为S2是根桥，将G0/0/2设置为根端口，然后将自己重新产生的根桥设置为S2的Configuration BPDU从G0/0/1端口发给S1；
- S1收到S3发来的BPDU后，发现自己的BID是最小的，认为自己就是根桥。于是向S3发送Configuration BPDU，同样的也会在G0/0/2 端口受到S2 的Configuration BPDU，也会从G0/0/2端口发送自己的BPDU给S2；
- 端口在listening状态下持续15s，进入learning。此时S3的G0/0/2接口已经被阻塞。
- 各个端口相继进入Learning，持续Forward time（15s）后进入。在这段时间内构建MAC地址转发表，为用户数据帧转发做准备；
- 各端口进入Forwarding状态，开始转发用户数据帧。
6. STP 故障问题
6.1 根桥故障
- 在稳定的STP拓扑里，非根桥会定期收到来自根桥的BPDU报文。
- 如果根桥发生了故障，停止发送BPDU报文，下游交换机就无法收到来自根桥的BPDU报文。
- 如果下游交换机一直收不到BPDU报文，
Max Age定时器就会超时（Max Age的默认值为20秒），从而导致已经收到的BPDU报文失效，此时，非根交换机会互相发送配置BPDU报文，重新选举新的根桥。根桥故障会导致50秒左右的恢复时间，恢复时间约等于Max Age加上两倍的Forward Delay收敛时间。（max age + 2*Forwarding relay）
6.2直连链路故障
- SWB检测到直连链路物理故障后，会将预备端口转换为根端口；
- SWB新的根端口会在30 秒后恢复到转发状态。
此例中，SWA和SWB使用了两条链路互连，其中一条是主用链路，另外一条是备份链路。生成树正常收敛之后，如果SWB检测到根端口的链路发生物理故障，则其Alternate端口会迁移到Listening、Learning、Forwarding状态，经过两倍的Forward Delay后恢复到转发状态。
6.3 非直连链路故障
非直连链路故障后，由于需要等待Max Age加上两倍的Forward Delay时间，端口需要大约50秒才能恢复到转发状态。
本例中，SWB与SWA之间的链路发生了某种故障（非物理层故障），SWB因此一直收不到来自SWA的BPDU报文。
- 等待
Max Age定时器超时后，SWB会认为根桥SWA不再有效，并认为自己是根桥，于是开始发送自己的BPDU报文给SWC，通知SWC自己作为新的根桥。- 在此期间，由于SWC的Alternate端口再也不能收到包含原根桥ID的BPDU报文。其
Max Age定时器超时后，SWC会切换Alternate端口为指定端口并且转发来自其根端口的BPDU报文给SWB。- 所以，Max Age定时器超时后，SWB、SWC几乎同时会收到对方发来的BPDU。经过STP重新计算后，SWB放弃宣称自己是根桥并重新确定端口角色。
- 非直连链路故障后，SWC的预备端口恢复到转发状态大约需要50秒。
6.4 拓扑改变导致MAC地址表错误
在交换网络中，交换机依赖MAC地址表转发数据帧。缺省情况下，MAC地址表项的老化时间是300秒。如果生成树拓扑发生变化，交换机转发数据的路径也会随着发生改变，此时MAC地址表中未及时老化掉的表项会导致数据转发错误，因此在拓扑发生变化后需要及时更新MAC地址表项。
本例中，SWB中的MAC地址表项定义了通过端口GigabitEthernet 0/0/3可以到达主机A，通过端口GigabitEthernet 0/0/1可以到达主机B。由于SWC的根端口产生故障，导致生成树拓扑重新收敛，在生成树拓扑完成收敛之后，从主机A到主机B的帧仍然不能到达目的地。这是因为MAC地址表项老化时间是300秒，主机A发往主机B的帧到达SWB后，SWB会继续通过端口GigabitEthernet 0/0/1转发该数据帧。
6.5 拓扑改变导致MAC地址表变化
拓扑变化过程中，根桥通过TCN BPDU报文获知生成树拓扑里发生了故障。根桥生成TC用来通知其他交换机加速老化现有的MAC地址表项。
拓扑变更以及MAC地址表项更新的具体过程如下：
- SWC感知到网络拓扑发生变化后，会不间断地向SWB发送TCN BPDU报文。
- SWB收到SWC发来的TCN BPDU报文后，会把配置BPDU报文中的Flags的TCA位设置1，然后发送给SWC，告知SWC停止发送TCN BPDU报文。
- SWB向根桥转发TCN BPDU报文。
- SWA把配置BPDU报文中的Flags的TC位设置为1后发送，**通知下游设备把MAC地址表项的老化时间由默认的300秒修改为Forward Delay的时间（默认为15秒）。**☆
最多等待15秒之后，SWB中的错误MAC地址表项会被自动清除。此后，SWB就能重新开始MAC表项的学习及转发操作。
7. RSTP（STP 优化）
7.1 STP缺陷
STP生成树收敛需要依赖定时器计时，端口状态从Blocking到Forwarding至少需要两个forward relay的时间长度，收敛时间太长，一般都需要几十秒。IEEE 802.1w定义了RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）弥补了STP收敛时间慢的缺陷。
7.2 RSTP
7.2.1 RSTP端口角色
| 角色 | 描述 |
|---|---|
| Backup | Backup端口作为指定端口的备份，提供了另外一条从根桥到非根桥的备份链路。 |
| Alternate | Alternate端口作为根端口的备份端口，提供了从指定桥到根桥的另一条备份路径。 |
7.2.2 三种端口状态
RSTP中定义了三种端口状态：Discarding、Learning、Forwarding。
| RSTP 端口状态 | 对应STP端口状态 | 说明 |
|---|---|---|
| Forwarding | Forwarding | 可以转发用户数据帧，可以学习MAC地址 |
| Learning | Learning | 不可以转发用户数据帧，但是可以学习MAC地址 |
| Discarding | Listening、Blocking、Disabled | 不可以转发用户数据帧，不可以学习MAC地址 |
7.2.3 P/A机制
在RSTP中，一个端口被指定成为指定端口后，此端口会先进入discarding，然后通过**P/A（Proposal/Agreement）**机制主动与对端端口协商，通过协商后，就可以立即进入Forwarding状态。
7.2.4 边缘端口
- RSTP里，位于网络边缘的指定端口被称为边缘端口。
- 边缘端口一般与用户终端设备直接连接，不与任何交换设备连接。边缘端口不接收配置BPDU报文，不参与RSTP运算，可以由Disabled状态直接转到Forwarding状态，且不经历时延，就像在端口上将STP禁用了一样。但是，一旦边缘端口收到配置BPDU报文，就丧失了边缘端口属性，成为普通STP端口，并重新进行生成树计算，从而引起网络震荡。
7.2.5 RSTP收敛过程
RSTP BPDU：RSTP对此进行了改进，即在拓扑稳定后，无论非根桥设备是否接收到根桥传来的配置BPDU报文，非根桥设备都会仍然按照Hello Timer规定的时间间隔发送配置BPDU，该行为完全由每台设备自主进行。
- 每一台交换机启动RSTP后，都认为自己是“根桥”，并且发送RST BPDU。所有端口都为指定端口，
处于Discarding状态。 - 交换机互相发送Proposal置位的RST BPDU。每个认为自己是“根桥”的交换机生成一个RST BPDU报文来协商指定网段的端口状态，此RST BPDU报文的Flags字段里面的Proposal位需要置位。当一个端口收到RST BPDU报文时，此端口会比较收到的RST BPDU报文和本地的RST BPDU报文。如果本地的RST BPDU报文优于接收的RST BPDU报文，则端口会丢弃接收的RST BPDU报文，并发送Proposal置位的本地RST BPDU报文来回复对端设备。
- 交换机使用同步机制来实现端口角色协商管理。当收到Proposal置位并且优先级高的BPDU报文时，接收交换机必须设置所有下游指定端口为Discarding状态。
如果下游端口是Alternate端口或者边缘端口，则端口状态保持不变。 - 当确认下游指定端口迁移到Discarding状态后，设备发送RST BPDU报文回复上游交换机发送的Proposal消息。在此过程中，端口已经确认为根端口，因此RST BPDU报文Flags字段里面设置了Agreement标记位和根端口角色。
- 在P/A进程的最后阶段，上游交换机收到Agreement置位的RST BPDU报文后，指定端口立即从Discarding状态迁移为Forwarding状态。然后，下游网段开始使用同样的P/A进程协商端口角色。
7.2.6 链路故障/根桥失效
- 在STP中，当出现链路故障或根桥失效导致交换机收不到BPDU时，交换机需要等待Max Age时间后才能确认出现了故障。
g状态。如果下游端口是Alternate端口或者边缘端口，则端口状态保持不变。
- 当确认下游指定端口迁移到Discarding状态后，设备发送RST BPDU报文回复上游交换机发送的Proposal消息。在此过程中，端口已经确认为根端口，因此RST BPDU报文Flags字段里面设置了Agreement标记位和根端口角色。
- 在P/A进程的最后阶段，上游交换机收到Agreement置位的RST BPDU报文后，指定端口立即从Discarding状态迁移为Forwarding状态。然后，下游网段开始使用同样的P/A进程协商端口角色。
7.2.6 链路故障/根桥失效
- 在STP中，当出现链路故障或根桥失效导致交换机收不到BPDU时，交换机需要等待Max Age时间后才能确认出现了故障。
- 而在RSTP中，如果交换机的端口在连续3次Hello Timer规定的时间间隔内没有收到上游交换机发送的RST BPDU，便会确认本端口和对端端口的通信失败，从而需要重新进行RSTP的计算来确定交换机及端口角色。