生成树rstp

生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种用于防止网络中的环路的协议。随着网络拓扑结构的持续变化，生成树协议的衍生协议——快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP）应运而生，实现快速收敛，提高了网络的可用性和可靠性。本文将从生成树和RSTP的基本概念、原理和实现、应用场景以及未来发展等多个角度分析这两个协议。

一、生成树与RSTP

1.基本概念

生成树是网络中的一种拓扑结构，用于确保网络中不存在任何环路。网络中的交换机根据生成树协议规范生成一棵覆盖了所有交换机的树形拓扑结构，从而确保数据包只会被送到其目的地。生成树协议通过选取一台交换机的根，计算路径成本，从而得出一个完整的树形拓扑结构。其中，边缘端口被禁止，避免了循环。

2.原理与实现

生成树协议根据网桥的地址选择某些网桥设备作为根，生成一颗生成树，并将网桥的端口分为根端口、设计端口和堵塞端口三种类型。生成树协议的核心是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，网桥协议数据单元）。当一个网桥有端口加入或者离开生成树协议，或者网络拓扑结构发生变化时，它就会发送BPDU消息，其他网桥根据消息内容来更新自己的生成树拓扑结构。

RSTP是STP的后继协议，相较于STP，RSTP在数据网络处理上更为快速和可靠。与生成树的根端口、设计端口、堵塞端口不同，RSTP只有根端口和非根端口两种端口，因为RSTP认为设计端口和堵塞端口在实际中几乎不会被使用。此外，RSTP采用单向链路进行了很好的优化，同时通过快速转移和较低的延迟提高了网络的收敛速度。

二、应用场景

在网络的日常运维中，生成树和RSTP是防止单点故障的重要手段，应用广泛。主要应用场景有以下几种：

1. 机房联网：机房之间的互连方式一般是采用二三层交换机互连的链路，此时需要使用生成树协议，以确保链路可靠性和迅速收敛时间；

2. 冗余链路：为了提高链路的负载和可用性，一些关键业务的部署会提供冗余链路，使用生成树协议确保不出现网路环路；

3. 实时应用：如VoIP、视频会议等实时传输业务需要的往返延迟一般不能超过100ms，因此使用RSTP可以快速的收敛并避免中断，保持媒体流的连续性和稳定性。

三、未来发展

随着IPv6、SDN、NFV等新技术在网络领域的不断发展和应用，生成树和RSTP的技术特点可能需要进一步优化，以应对新的网络环境和挑战。未来的网络架构中可能会更多地采用基于传输层的协议进行链路层故障自愈，此时生成树和RSTP可能需要进一步融合和创新。

总之，生成树协议和RSTP是现代企业网络基础架构中的重要组成部分，对网络的可用性和可靠性产生了显著影响。这两种协议的基本概念、原理和实现、应用和未来发展都是网络工程师不可忽视的知识点。