快速生成树协议 (RSTP) 是对原始 STP 802.1D 协议的增强。RSTP 802.1w 协议是 IEEE 开放实现。Cisco 拥有自己专有的 RSTP 实现，其中包括其 Per-VLAN 生成树协议（称为 Rapid-PVST+）的优势。Rapid-PVST+和RSTP是对原始STP协议的重要增强，因为它们可以在不依赖定时器的情况下将端口从阻塞切换到转发，执行生成树计算并比STP更快地收敛网络。在 STP 中，网络收敛最多可能需要 50 秒，而使用 RSTP 和 Rapid-PVST+ 网络收敛只需 6 秒多一点。在 RSTP 和 Rapid-PVST+ 中，交换机端口从丢弃（阻塞）转换为仅基于交换机到交换机提议和协议过程的转发，使用 BID 优先级，

RSTP 包括许多 Cisco 早期专有的 802.1D 增强功能。它还向后兼容 STP，并且可以与运行 STP 的传统交换机一起使用。RSTP 及其变体被广泛实施，因此了解一些 RSTP 的工作原理是有益的。

STP 端口角色和端口状态

根端口——离根桥最近的端口。它直接进入转发状态。

指定端口——每个网段只允许一个指定端口（交换机到交换机链路），可以是备用端口和指定端口，也可以是根端口和指定端口。当同一段中有两个指定端口时，提案和协议过程将导致其中一个成为备用（丢弃）端口。通过这种方式，指定端口可以最大限度地利用提案和协议过程。指定端口最终将成为转发端口，尽管它可以在提议和协议过程中暂时转换为侦听（丢弃）状态。

备用端口- 如果需要，可用于转换到指定和转发，否则丢弃（阻塞）

备份端口– 与冗余交换机到交换机端口链接一起使用。处于丢弃状态。

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快速 PVST+ 端口角色

快速 PVST+ 通过分配端口角色和学习活动拓扑提供生成树的快速收敛。Rapid PVST+ 建立在 802.1D STP 的基础上，选择具有最高优先级（最低数值优先级值）的交换机作为根网桥，如“根网桥的选举”部分所述。Rapid PVST+ 然后将这些端口角色之一分配给各个端口：

根端口 -当交换机将数据包转发到根网桥时提供最佳路径（最低成本）。

指定端口 -连接到指定交换机，在将数据包从该 LAN 转发到根网桥时会产生最低的路径成本。指定交换机通过其连接到 LAN 的端口称为指定端口。

备用端口 - 为当前根端口提供的路径提供通往根网桥的备用路径。备用端口提供到拓扑中另一个交换机的路径。

备份端口——作为指定端口提供的通往生成树叶节点的路径的备份。只有当两个端口通过点对点链路在环回中连接时，或者当交换机有两个或多个连接到共享 LAN 段时，备份端口才能存在。备份端口在拓扑中提供另一条通往交换机的路径。

禁用端口- 在生成树的操作中没有任何作用。在整个网络中端口角色一致的稳定拓扑中，Rapid PVST+ 可确保每个根端口和指定端口立即转换为转发状态，而所有备用端口和备用端口始终处于阻塞状态。指定端口以阻塞状态开始。端口状态控制转发和学习过程的操作。

快速 PVST+ 端口状态概述

当协议信息通过交换 LAN 时，可能会发生传播延迟。因此，拓扑更改可以在交换网络中的不同时间和不同位置发生。当 LAN 端口从不参与生成树拓扑直接转换到转发状态时，它会创建临时数据环路。在开始转发帧之前，端口必须等待新的拓扑信息通过交换 LAN 传播。

使用 Rapid PVST+ 或 MST 的软件上的每个 LAN 端口都处于以下四种状态之一：

阻塞— LAN 端口不参与帧转发。

学习— LAN 口准备参与帧转发。

转发— LAN 端口转发帧。

已禁用— LAN 端口不参与 STP 且不转发帧。

当您启用 Rapid PVST+ 时，软件、VLAN 和网络中的每个端口都会在上电时经历阻塞状态和学习的过渡状态。如果配置正确，每个 LAN 端口都会稳定在转发或阻塞状态。

当 STP 算法将 LAN 端口置于转发状态时，会发生以下过​​程：

1. LAN 端口被置于阻塞状态，同时它等待建议它应该进入学习状态的协议信息。

2. LAN口等待转发延迟定时器超时，将LAN端口转为学习状态，并重启转发延迟定时器。

3. 在学习状态下，LAN 端口继续阻止帧转发，因为它为转发数据库学习了终端站位置信息。

4. LAN 端口等待转发延迟计时器到期，然后将 LAN 端口移至转发状态，此时学习和帧转发均启用。

阻塞状态

处于阻塞状态的 LAN 端口不参与帧转发。

处于阻塞状态的 LAN 端口执行如下操作：

• 丢弃从附加段接收的帧。
• 丢弃从另一个端口交换的帧进行转发。
• 不将终端站位置合并到其地址数据库中。（没有对阻塞的 LAN 端口进行学习，因此没有地址数据库更新。）
• 接收 BPDU 并将它们定向到系统模块。
• 接收、处理和传输从系统模块收到的 BPDU。
• 接收和响应网络管理消息。

学习状态

处于学习状态的 LAN 端口通过学习帧的 MAC 地址来准备参与帧转发。LAN 口从阻塞状态进入学习状态。

处于学习状态的 LAN 口执行如下操作：

• 丢弃从附加段接收的帧。
• 丢弃从另一个端口交换的帧进行转发。
• 将终端站位置合并到其地址数据库中。
• 接收 BPDU 并将它们定向到系统模块。
• 接收、处理和传输从系统模块收到的 BPDU。
• 接收和响应网络管理消息。

转发状态

处于转发状态的 LAN 端口转发帧。LAN口从学习状态进入转发状态。

处于转发状态的 LAN 端口执行如下操作：

• 转发从附加段接收的帧。
• 转发从另一个端口交换的帧以进行转发。
• 将终端站位置信息合并到其地址数据库中。
• 接收 BPDU 并将它们定向到系统模块。
• 处理从系统模块收到的 BPDU。
• 接收和响应网络管理消息。

禁用状态

处于禁用状态的 LAN 端口不参与帧转发或 STP。处于禁用状态的 LAN 端口实际上无法运行。

禁用的 LAN 端口执行如下：

• 丢弃从附加段接收的帧。
• 丢弃从另一个端口交换的帧进行转发。
• 不将终端站位置合并到其地址数据库中。（没有学习，所以没有地址库更新。）
• 不接收来自邻居的 BPDU。
• 不接收来自系统模块的用于传输的 BPDU。

快速 PVST+ 白皮书：https : //www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/datacenter/nexus5000/sw/configuration/guide/cli/CLIConfigurationGuide/RPVspanningTree.html