一、回顾STP和STP的缺点和不足
1.STP的概述：
STP（生成树协议）是一种用于在网络中防止产生环路的链路管理协议。
2.STP的作用：
解决二层环路，防止广播报文产生。但是网络拓扑收敛较慢，影响通信质量。
3.STP的缺点和不足
（1）STP是被动执行，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度较慢；
（2）STP没有细致区分端口状态和端口角色，不利于初学者学习及部署；
（3）STP算法要求在稳定拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文后，其它设备在进行处理，最终传遍整个STP网络。
二、RSTP对STP的改进
1.RSTP的概述
它是对STP在很多方面对STP进行了优化，它收敛的速度更快，而且能够兼容STP。
2.RSTP对STP的改进
改进点1：端口角色
端口角色：RSTP从原本的两个角色变成了四个分别是：根端口、指定端口、Alternate端口和Backup端口。
Alternate端口：替代根端口（Alternate端口就是学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口）。
Backup端口：备份指定端口（Backup端口就是学习到自己的报文而阻塞的端口）。
改进点2：端口状态
从原本的5个端口状态缩减为3个端口状态，分别是
| Discarding状态 | 不转发用户流量也不学习MAC地址 |
| learning状态 | 不转发用户流量但是学习MAC地址 |
| Forwarding状态 | 即转发用户流量有学习MAC地址 |
改进点3：配置BPDU - RST BPDU
RSTP的配置BPDU充分利用了STP中的Flag字段，明确了端口角色
①Type字段：配置BPDU类型不再是0而是2，所运行STP的设备收到配置BPDU是会丢弃。
②Flag字段：使用了原来保留的中间6比特，这种改变的配置BPDU称为RST BPDU。
③在RST BPDU报文格式：
改进点4：配置BPDU的处理发生变化
（1）拓扑稳定后：配置BPDU报文的发送方式
（2）更短的BPDU超时时间
（3）处理次优BPDU
RSTP处理次优BPDU报文不在依赖定时器解决拓扑收敛，同时RSTP的任何端口都会处理次优BPDU，从而加快了拓扑收敛。
改进点5：快速收敛
（1）根端口和指定端口快速切换（因为有替代端口和备份端口）
（2）边缘端口：不再参与RSTP计算，接入后就会立即成为边缘端口，如果接错了，就会丧失了边缘端口的属性，从而成为STP端口
（3）P/A机制：
P/A机制加快了上游端口进入Forwarding状态的速度
改进点6：拓扑变更机制
（1）判断拓扑是否发生变化唯一标准：
一个非边缘端口迁移到Forwarding状态。
（2）拓扑改变触发条件：
只有非边缘端口转变成为forwarding状态才会改变
（3）拓扑发生变化处理过程：
①为本交换机的所在非边缘端口启动一个TC while timer；
②在这个时间内，清空所有端口上学习到的MAC地址；
③同时，这些端口向外发送BPDU，其中TC置为；
④一旦TC whice timer超时，则停止发送RST BPDU。
三、RSTP的保护功能
| 保护机制 | 应用端口 | 备注 |
| BPDU保护 | 边缘端口 | 边缘端口收到BPDU后，把边缘端口shutdown |
| 根保护 | 指定端口 | 一旦收到更优的BPDU，把端口进入Discarding。（注：ROOT保护只能在指定端口上配置生效） |
| TC保护 | 全局 | 在单位时间内，只处理指定次数的TC BPDU报文。（注：只能在根端口或Alternate端口上配置才有效） |
| 环路保护 | 根端口或预备端口 | 如果根端口或者预备端口长时间收不到来自上游设备的BPDU报文时，端口会进入Discarding状态，角色切换为指定端口，不转发报文，从而不会在网络中形成环路。 |
四、RSTP与STP的对比
| 比较的项目 | RSTP | STP |
| 端口状态 | 5个 | 3个 |
| 端口角色 | 2位 | 4位 |
| 配置BPDU flag位使用 | 2位 | 6位 |
| BPDU超时计时 | Maxage | Hello timer*3 |
| 处理次优BPDU | 等待超时 | 立即回应最有BPDU |
| 稳定后BPDU发送方式 | 根桥发送 | 所有交换机 |
| 快速收敛 | / | P/A机制 |
| 边缘端口 | / | 有 |
| 保护功能 | / | 4种保护机制 |
五、实验配置
实验要求：
（1）开启RSTP
（2）把LSW1设置为根网桥，把LSW2设置为备用根网桥
（3） 查看每一台交换机的STP的摘要信息
（4）LSW3、LSW4设置边缘端口和设置BPDU保护
（5）LSW1的GE0/0/1接口设置根保护
实验步骤：
开启RSTP
[LSW1]stp mode rstp
[LSW2]stp mode rstp
[LSW3]stp mode rstp
[LSW4]stp mode rstp
配置根网桥和备用根网桥
[LSW1]stp root primary
[LSW2]stp root secondary
查看每台交换机的STP信息
LSW1
LSW2
LSW3
LSW4
设置边缘端口和BPDU保护
[LSW3]int g0/0/1
[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable
[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW3]stp bpdu-protection
[LSW4]int g0/0/1
[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable
[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW4]stp bpdu-protection
设置根保护
[LSW1]int g0/0/2
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]stp root-p
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]stp root-protection
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]q
[LSW1]int g0/0/3
[LSW1-GigabitEthernet0/0/3]stp root-protection
[LSW1-GigabitEthernet0/0/3]q
实验调试
抓取LSW1的G0/0/2接口的数据包进行分析
从上图可以看出RSTP抓包的结果
六、总结
总之，RSTP通过以上改进建议，可以进一步提升网络配置的效率、安全性和稳定性，满足实际部署中的各种需求。