STP故障切换 

　　常见的故障切换，有一下几种，我们一起来进行分析：

　　1.根桥故障

　　　　

非直连ibgp正常连接必须有的命令_故障切换

 　　　如图所示，根桥为SW1。当根桥故障时，SW2和SW3都没有办法收到根桥发送的BPDU。等待Max_Age的20秒之后，SW2和SW3重新选举根桥。在新的根桥选举之后，交换机端口从Blocking状态到Forwarding状态，需要再等待两个Forward Delay时间，也就是30秒。因此，根桥故障，需要20秒+30秒共计50秒的时间才能恢复网络。

　　2.直连链路故障

　　

非直连ibgp正常连接必须有的命令_链路_02

 

 　　　　如图所示，SW1和SW3之间链路发生故障。阻塞端口在SW3上，当SW3和根桥SW1之间的链路故障时，对于SW3而言属于直连链路故障，SW3可以立刻检测到链路故障，并且SW3可以从SW2收到BPDU，因此无需等待Max_Age，直接将阻塞端口切换成转发端口。端口状态从Blocking到Forwarding，共计两个Forward Delay时间，共计30秒。

　　3.非直连链路故障

　　

非直连ibgp正常连接必须有的命令_故障切换_03

　　　　如图所示，SW1和SW2之间链路发生故障。阻塞端口在SW3上。对于SW3而言，属于非直连链路故障。由于SW3的G0/0/2接口处于Blocking状态，因此SW3无法通过G0/0/2接口发送BPDU给SW2。当SW2和根桥SW1之间链路故障时，SW2无法收到BPDU，无从得知根桥是否故障，因此，当计时器到达20秒时，SW2会重新选举根桥，发送RID为自己BID的BPDU，SW3的G0/0/2口接收到这份BPDU时，会将Blocked接口转换为Listerning状态，发送BPDU，告知SW2，当前网络中根桥是SW1。并继续等待两个Forward Delay时间之后，将G0/0/2的状态转换为Forwarding状态。同时SW2的G0/0/2接口变为根端口。因此，非直连链路故障，共计需要50秒的时间恢复网络。

RSTP

　　由于STP在故障切换时，需要很长的时间才能完成故障切换。在当今的网络环境中是无法忍受的。RSTP加速了生成树的收敛，大大提高了收敛速度，使得生成树可以在极短的时间内完成切换。

　　1.端口角色

Backup和Alternate两种备份端口。其中Backup端口是作为指定端口的备份，Alternate端口作为根端口的备份。网络收敛完成之后，备份端口也处于阻塞状态；当发生故障链路切换时，备份端口可以直接进入转发状态。无需等待Forward Delay时间。

　　2.P/A机制

 　　　　RSTP在BPDU报文中，的Flags字段中，新增了一些字段，其中有Proposal/Agreement两个字段，用来完成RSTP快速收敛的P/A机制。

　　　

非直连ibgp正常连接必须有的命令_链路_04

 

 

 　　　　交换机会在每条链路上，生成对应的RST BPDU报文。生成树收敛时，交换机之间互相发送Proposal置位（也就是Proposal字段值设置为1）的BPDU报文。如下图，SW B向SW A发送RST BPDU，SW A收到之后，进行比较，发现本地的BPDU比对端更优（BID更小），则将本地的BPDU发送给SW B，SW B收到之后，发现对端更优，于是停止发送BPDU。（你厉害，我认怂~.~）与此同时，开始执行P/A的同步操作。

　　

非直连ibgp正常连接必须有的命令_故障切换_05

 

 

　　　　P/A机制中的同步：两台交换机之间交互完RST BPDU之后，即可选出根端口，并可以立即进入转发状态，但有可能会出现临时环路。P/A机制的同步，就是为了消除临时环路的产生。在交换机将根端口设置为转发状态之前，会将除了根端口之外的所有端口都设置为阻塞状态。完成这一步，并向对方发送Agreement置位的RST BPDU之后，才将根端口设置为转发状态。

　　　　　　　　　　　　SWA--------------------------------------------------------------------------------------------------------SWB

1　　　　　　　　　发送Proposal置位的BPDU-------------------------------------------------------------------------------->　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SWB判断接收到的BPDU是否比本地BPDU更优，若对方更优，则停止发送BPDU，若本地更优，则会回复本地的BPDU

3　　　　　　　　　　         <--------------------------------------------------------------------------------------------经过比较，SWB本地的BPDU没有SWA的优，于是将自己接收BPDU的接口设置为根端口；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　并且将其他所有端口设置为阻塞状态，同时向SWA发送Agreement置位的BPDU，之后，将根端口设置为转发状态

　　3.边缘端口

　　　　对于连接PC的接口，其实并不需要参与生成树的收敛。边缘端口属性，可以在接口链路UP之后即可直接进入转发状态，无需进行生成树收敛过程。当开启边缘端口的接口接收到BPDU报文之后，将会丧失边缘端口属性，变回普通的端口参与生成树的收敛。　　　

　　4.根桥失效检测

　　　　在STP中，交换机判断根桥失效的计时器默认为20秒，而在RSTP中，仅仅需要三倍的Hello时间，即6秒，即可判定为根桥失效。