?STP（生成樹協(xié)議）、RSTP（快速生成樹協(xié)議）、MSTP（多生成樹協(xié)議），這三個協(xié)議都是二層交換網(wǎng)絡(luò)中為了防止環(huán)路和實現(xiàn)鏈路冗余而設(shè)計的，他們之間有什么區(qū)別與聯(lián)系呢？本文為您詳細(xì)介紹。

STP、RSTP、MSTP基本概念

1、STP（802.1d）

? ? ? STP協(xié)議生來就是為了冗余而存在的，單純樹型的網(wǎng)絡(luò)無法提供足夠的可靠性，由此我們引入了額外的鏈路，這才出現(xiàn)了環(huán)路這樣的問題。但單純是標(biāo)準(zhǔn)的802.1D STP協(xié)議并不能實現(xiàn)真正的冗余與負(fù)載分擔(dān)。

? ? ? STP為IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)，它內(nèi)部只有一棵STP tree，因此必然有一條鏈路要被blocking，不會轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，只有另外一條鏈路出現(xiàn)問題時，這條被blocking的鏈路才會接替之前鏈路所承擔(dān)的職責(zé)，做數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。無論怎樣，總會有一條鏈路處于不被使用的狀態(tài)，冗余是有了，但是負(fù)載分擔(dān)是不可想象的。

? ? ? cisco對STP做了改進，它使得每個VLAN都運行一棵stp tree，這樣第一條鏈路可以為vlan 1 2 3服務(wù)，對vlan 4 5 6 blocking，第二條鏈路可以為vlan 4 5 6 forwarding，對vlan 1 2 3關(guān)閉，無形中實現(xiàn)了鏈路的冗余，負(fù)載分擔(dān)。這種技術(shù)被稱之為PVST+隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的STP協(xié)議無法滿足主備快速切換的需求，因為STP協(xié)議將端口定義了5種狀態(tài)，分別為：blocking listening learning forwarding disabling，想要從blocking切換至forwarding狀態(tài)，必需要經(jīng)過50秒的周期，這50秒我們只能被動地去等待。20秒的blocking狀態(tài)下，如果沒有檢測到鄰居發(fā)來的BPDU包，則進入listening，這時要做的是選舉Root Bridge、Designate Port、Root Port，15秒后，進入learning，learning狀態(tài)下可以學(xué)習(xí)MAC地址，為最后的forwarding做準(zhǔn)備，同樣是15秒，最后到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這樣的延時在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下是讓人極為難以忍受的。

2、RSTP（802.1w）

? ? ? RSTP的出現(xiàn)解決了延時的問題，它的收斂速度很快，當(dāng)然CISCO也針對這種技術(shù)推出了自已的RPVST+技術(shù)。RSTP在STP基礎(chǔ)上額外定義了兩種port role（注意這里的概念，端口角色），分別是alternate與backup。另外重新規(guī)定了port state（端口狀態(tài)），分別為discarding、Learning、Forwarding.

? ? ? STP的一大失敗之處在于混淆了port role與port state兩種概念，在RSTP上，這樣的問題不再存在了，port state與port role無關(guān)了。alternate port責(zé)任是為另一臺交換機上的鏈路作備份，而backup port是為本交換機上的端口作備。

? ? ? RSTP最重要的變化在于對BPDU中type字段的利用上，之前STP只使用了其中的兩個位，另外6個位中實現(xiàn)了很多的功能，包括不再需要去等待50秒的時間完成主備切換，直接利用proposal與agreement協(xié)商即可，這樣大大縮短了收斂時間。

? ? ? RSTP還定義了兩個新的概念：edge port與link type，如果是edge port，表明下面接的只能是主機，環(huán)路的存在是不可能的，所以我們可以直接將其從discarding切換到forwarding狀態(tài)，類似于STP中的port fast技術(shù)。而link type定義了這條鏈路是point-to-point的還是shared。如果有pt-pt環(huán)境下，我們就可以做快速的切換了。

3、MSTP（802.1s）

? ? ? STP和RSTP都采用了一棵STP tree，負(fù)載分擔(dān)不可實現(xiàn)，而CISCO的PVST+與RPVST+采用了每個VLAN一棵生成樹，雖然實現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，但是會占用非常多的CPU時間。這也正是MSTP（802.1s）產(chǎn)生的原因

? ? ? MSTP可以將多個VLAN的生成樹映射為一個實例，即vlan map to a instance，我們不需要那么多的生成樹，只需要按照冗余鏈路的條數(shù)來得出需要幾棵生成樹。

? ? ? 如果只有兩條鏈路，并且有1-1000個VLAN，我們可以將1-500定義為instance 1，將501-1000定義到instance 2。只生成兩棵樹1和2，同樣實現(xiàn)了冗余與負(fù)載分擔(dān)。

? ? ? MSTP是基于RSTP的，沒有RSTP，MSTP是無法運行的。

STP、RSTP、MSTP的對比分析總結(jié)

1、STP不能使端口狀態(tài)快速遷移，即使是在點對點鏈路或邊緣端口，也必須等待2 倍的Forward delay 的時間延遲，端口才能遷移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

2、RSTP可以快速收斂，但是和STP 一樣存在以下缺陷：局域網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)橋共享一棵生成樹，不能按VLAN 阻塞冗余鏈路，所有VLAN 的報文都沿著一棵生成樹進行轉(zhuǎn)發(fā)。

3、MSTP將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成為一個無環(huán)的樹型網(wǎng)絡(luò)，避免報文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無限循環(huán)，同時還提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的多個冗余路徑，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中實現(xiàn)VLAN 數(shù)據(jù)的負(fù)載均衡。

4、MSTP兼容STP 和RSTP，并且可以彌補STP 和RSTP的缺陷。它既可以快速收斂，也能使不同VLAN的流量沿各自的路徑分發(fā)，從而為冗余鏈路提供了更好的負(fù)載分擔(dān)機制

轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/xuzhiming302/1241211

《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STP、RSTP、MSTP的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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