交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，防止環(huán)路是至關(guān)重要的。生成樹(shù)協(xié)議（STP）、快速生成樹(shù)協(xié)議（RSTP）、以及多生成樹(shù)協(xié)議（MSTP）是我們最常見(jiàn)的環(huán)路防護(hù)機(jī)制。那么就跟著神唱來(lái)了解一下他們的區(qū)別是什么吧。

一、STP：生成樹(shù)協(xié)議

STP 的基本概念： STP （Spanning Tree Protocol）是 IEEE 802.1D 定義的一種避免環(huán)路的協(xié)議。它的核心思想是通過(guò)阻塞部分冗余鏈路，使網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)無(wú)環(huán)路的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。

工作原理：

• 根橋選舉： 通過(guò)比較橋 ID（Bridge ID），選擇一個(gè)根橋（Root Bridge）。
• 路徑成本計(jì)算： 非根橋通過(guò)計(jì)算到達(dá)根橋的最短路徑來(lái)確定自己的根端口（Root Port）。指定端口選舉： 每個(gè)非根橋的指定端口（Designated Port）負(fù)責(zé)向下轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
• 阻塞端口： 非指定端口進(jìn)入阻塞狀態(tài)，防止環(huán)路。

五種端口狀態(tài)：

• Disabled（禁用）： 端口被關(guān)閉。
• Blocking（阻塞）： 阻止數(shù)據(jù)流通，只接收 BPDU。
• Listening（監(jiān)聽(tīng)）： 監(jiān)聽(tīng) BPDU，但不學(xué)習(xí) MAC 地址。
• Learning（學(xué)習(xí)）： 學(xué)習(xí) MAC 地址，但不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
• Forwarding（轉(zhuǎn)發(fā)）： 正常轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

缺點(diǎn)：

• 收斂速度慢（30-50 秒）。
• 只支持單一 VLAN 的生成樹(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多 VLAN 優(yōu)化。

二、RSTP：快速生成樹(shù)協(xié)議

基本概念 ：RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol） 由 IEEE 802.1w 定義，是對(duì) STP 的增強(qiáng)版。RSTP 通過(guò)優(yōu)化端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換，提高了網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，通常可以在 1-2 秒內(nèi)完成收斂。

主要特點(diǎn)：

• 引入替代端口（Alternate Port）： 作為備選路徑，在根端口失效時(shí)迅速接替。
• 引入備份端口（Backup Port）： 提供冗余連接，防止鏈路失效。
• 直接進(jìn)入 Forwarding 狀態(tài)： 端口可以直接進(jìn)入 Forwarding 狀態(tài)，無(wú)需經(jīng)過(guò) Listening 和 Learning 階段。

端口角色：

• Root Port（根端口）： 到達(dá)根橋的最優(yōu)路徑端口。
• Designated Port（指定端口）： 為下游設(shè)備提供轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的端口。
• Alternate Port（替代端口）： 備選路徑，替代根端口。
• Backup Port（備份端口）： 備份指定端口，提供冗余。

優(yōu)點(diǎn)：

• 收斂速度快（通常在 1 秒內(nèi)完成）。
• 端口可以直接進(jìn)入 Forwarding 狀態(tài)，優(yōu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

三、MSTP：多生成樹(shù)協(xié)議

MSTP 的基本概念： MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol） 由 IEEE 802.1s 定義，可以將不同的 VLAN 綁定到不同的生成樹(shù)實(shí)例中，實(shí)現(xiàn)多 VLAN 的負(fù)載均衡和環(huán)路防護(hù)。

MSTP 的關(guān)鍵特性：

• MST 區(qū)域： 多個(gè)交換機(jī)構(gòu)成一個(gè) MST 區(qū)域，共享相同的 MST 配置。
• 實(shí)例映射： 將不同 VLAN 映射到不同 MST 實(shí)例（MSTI）。
• 多實(shí)例負(fù)載均衡： 通過(guò)不同 MST 實(shí)例實(shí)現(xiàn)流量分擔(dān)，提高帶寬利用率。

MSTP 的三種生成樹(shù)：

• CIST（Common and Internal Spanning Tree）： 負(fù)責(zé)管理 MST 區(qū)域間的生成樹(shù)。
• MSTI（Multiple Spanning Tree Instances）： 每個(gè)實(shí)例維護(hù)各自的生成樹(shù)。
• IST（Internal Spanning Tree）： MST 區(qū)域內(nèi)部的默認(rèn)生成樹(shù)實(shí)例。

優(yōu)點(diǎn)：

• 允許 VLAN 進(jìn)行流量分擔(dān)，優(yōu)化帶寬。
• 提供跨區(qū)域的生成樹(shù)管理。

四、STP、RSTP 和 MSTP 的核心區(qū)別

五、常見(jiàn)配置示例

以ensp為例：

• STP 配置：

# 啟用 STP
[Switch] stp enable

• RSTP 配置：

# 啟用 RSTP
[Switch] stp mode rstp

• MSTP 配置：

# 啟用 MSTP
[Switch] stp mode mstp
[Switch] stp region-configuration
[Switch-mst-region] region-name Network
[Switch-mst-region] revision-level 1
[Switch-mst-region] instance 1 vlan 10 20
[Switch-mst-region] active region-configuration