Cisco交换机STP，RSTP，pvstpvst+MSTP
核心提示：STP：生成树协议在交换机上生成树协议端口，总是处于以下四种状态：1）：阻塞所有端口到阻塞状态，以阻止生成树的循环，以确定阻塞状态中转发状态端口的端口交换不传输数据…生成树协议
运行生成树协议的交换机上的端口总是在以下四个状态中的一个：
1）阻塞：阻塞状态，防止循环开始的所有端口，该端口切换到生成树转发状态，而处于阻塞状态的端口不转发数据帧，但他们可以接受BPDU。
2）班长：不转发数据帧，但检测BPDU（临时状态）。
3）学习：不要转发数据帧，而是学习MAC地址表（临时状态）。
4）转发：数据帧可以被传输和接受。
在正常操作时，端口处于正向或阻塞状态。当网络拓扑发生变化时，切换机会自动转换为状态，在此期间，端口处于监视和学习状态。
经过一段时间（默认值是50秒左右）的生成树是稳定的，所有端口输入状态或进入阻塞state.stp BPDU仍然会定期发布从每座桥的指定端口保持连接状态，如果网络拓扑发生变化，生成树将被重新计算，端口状态会改变。
当拓扑发生变化时，新的配置消息必须经过一定的延迟才能扩展到整个网络。这种延迟被称为Delay，和协议的默认值是15秒。在所有桥梁得到这个改变的消息，如果转发端口在旧结构尚未发现他们应该停止转发新拓扑中，可能会有一个暂时的循环。为了解决临时环路的问题，生成树使用定时器的策略，即从阻塞状态的端口转发状态中学习MAC地址不在中间状态的转发，长两状态切换时间是前锋Delay，这样就可以保证在拓扑变化不是暂时的循环。然而，这个看似很好解决方案实际上带来了至少两次收敛时间延迟了！
默认情况下，从阻塞状态到侦听器，交换机端口是20秒。
RSTP生成树协议：
知道STP协议的收敛时间长的缺点，引入了802.1w标准IEEE 802.1D标准作为补充。快速生成树协议RSTP（快速生成树协议）是IEEE标准定义802.1w。RSTP协议对STP协议的基础上作了三个重要的改进，使它收敛速度快得多（超过1秒）。
第一个改进：设置快速交换机与替换端口为根端口和指定端口（备用端口）和备份端口（备份端口）两种角色，当根端口/端口失效的情况下，替换备份端口/端口将不延迟地处于转发状态。
第二点改进：在点对点的连接，只连接两个交换端口，指定端口只需要握手与下游桥一次，这样他们就可以立即进入转发状态。如果它是一个共享的链接，连接三多座桥梁，桥的下游不会回应由上游指定端口发送的握手请求，所以只能等待了两次延迟时间进入转发状态。
第三点改进：直接连接到终端，而不是将其他网桥连接的端口定义为边缘端口（边缘端口）。边缘端口可以直接进入前向状态，不需要任何延迟。因为网桥不知道端口是否直接连接到终端，所以需要手动配置。
可以看出，RSTP协议有了很大的提高相对于STP协议。为了支持这些改进，BPDU的格式进行了修改，但RSTP协议仍然是向下兼容STP协议，可以混合在一个网络上。尽管如此，RSTP和STP属于单生成树SST（单生成树），有其自身的缺陷，主要表现在三个方面。
第一点是由于在整个交换网络中只有一棵生成树，当网络规模较大时，会导致较长的收敛时间，且拓扑变化的影响也很大。
第二点缺陷：近年来，IEEE 802.1q成为开关的标准协议，在对称网络结构的情况下，单生成树是没有太大的阻碍。然而，当网络的结构是非对称的，单生成树会影响网络的连通性。
PVST、PVST+生成树协议：
每一个VLAN都生成一棵树，这是一个直接而简单的解决方案，它可以保证每个VLAN都没有一个循环，但由于种种原因，生成树协议没有形成标准。相反，每个供应商都有一套，特别是VLAN生成树PVST（每VLAN生成树）思科。
为了携带更多的信息，对PVST BPDU的格式不同，STP和RSTP BPDU格式。目的地址也改为思科保留地址01-00-0c-cc-cc-cd，和PVST树干802.1q 802.1Q标签标注在中继的情况。因此，该PVST协议不兼容的STP和RSTP协议。 思科很快推出了改进的PVST协议，并成为默认的生成树协议转换产品。VLAN 1运行改进的PVST协议是一种常见的STP协议，PVST协议运行在其他vlan.pvst STP和RSTP协议互通，VLAN 1生成树状态与STP协议规定计算。其他VLAN，普通开关只会向前PVST BPDU与VLAN的组播报文。
由于每个VLAN具有独立的生成树，是克服单一生成树的缺陷。同时，患者新的好处是两层负载均衡
mistp / MSTP协议
多实例生成树协议mistp（多生成树协议）定义的概念；实例；（实例）。简单地说，STP或RSTP是基于端口、PVST / PVST是基于VLAN技术，它是基于mistp实例。实例集多个VLAN，可以通过捆绑多个VLAN到实例节省通信开销和资源占用。
当您使用时，可以将同一拓扑的多个VLAN映射到实例中。转发状态的VLAN的端口将取决于相应的实例在MISTP的地位。值得注意的是，网络中的所有交换机的VLAN和实例映射必须一致，否则会影响网络的连通性。为了检测错误，除携带的实例数，的mistp BPDU也进行相应的instance.mistp协议VLAN关系信息不是STP和RSTP / PVST BPDU，所以不能用STP和RSTP协议兼容，即使PVST / PVST兼容协议，同时网络将出现循环。为了使网络能顺利地从以mistp PVST模式转移，思科也提出了处理PVST BPDU的混合模式在开关产品mistp-pvst。当需要升级网络设备都设置为mistp-pvst模式，然后设置为MISTP。
mistp的好处是显而易见的，它既有PVST的VLAN认知和负载平衡功能，它具有低CPU占用率相媲美的SST。然而，极端的向下兼容性和协议的私有财产妨碍mistp应用范围广泛。
对MSTP协议的精彩之处是将MSTP支持开关和非支持MSTP切换到不同的区域，称为MST域和SST域，分别运行多实例化生成树在MST域和运行RSTP兼容的内部生成树（内部生成树）是对的MST域的边缘。
生成树需要维护的MSTP设备内包括几个内部生成树，IST，多少SST域连接。此外，还有几个实例的实例确定几种MSTP生成树（多生成树实例），和MSTP生成树的个数由实例配置的数量确定。
MSTP的优势是非常明显的与以前的生成树protocols.mstp相比具有VLAN认知能力，可以实现负载均衡。它可以实现快速开关类似RSTP端口状态，并能将多个VLAN实例降低资源占用率。最贵的东西是，MSTP可以很好的向下兼容STP和RSTP协议。此外，基于标准的IEEE协议，和阻力要小得多。它是显然，所有的全方位的MSTP协议今天可以对生成树的发展方向一致。