Som nämndes i föregående avsnitt är Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), definierat i IEEE 802.1w, en vidareutveckling av den ursprungliga STP-standarden (802.1D).

RSTP använder en enda spanning tree-instans för hela nätverket, vilket kallas CST (Common Spanning Tree). Det innebär att alla VLAN delar samma logiska topologi. Protokollet är bakåtkompatibelt med klassisk STP, vilket innebär att switchar kan samverka även om de kör olika versioner.

RSTP bygger på samma grundläggande algoritm som STP för att bestämma topologi och portroller, men introducerar viktiga förbättringar i hur konvergens sker.

Snabbare konvergens

Den största skillnaden jämfört med klassisk STP är att RSTP inte är beroende av timers på samma sätt. I stället använder protokollet en mer händelsedriven och aktiv mekanism mellan switchar. I praktiken innebär detta att nätverket kan reagera mycket snabbt vid förändringar i Layer 2-topologin, ofta inom några hundra millisekunder i ett korrekt designat nätverk.

Den snabba konvergensen uppnås genom flera förbättringar:

• direkt kommunikation (proposal/agreement) mellan switchar
• snabb övergång till forwarding på point-to-point-länkar
• omedelbar reaktion vid länkfel

Till skillnad från klassisk STP behöver RSTP inte vänta på långa timers, vilket minimerar avbrott i nätverket.

Portroller i RSTP

RSTP behåller de klassiska portrollerna från STP:

• Root port (RP) – den bästa vägen mot root bridge
• Designated port (DP) – den port som ansvarar för trafik i ett segment

Utöver dessa introducerar RSTP två nya roller:

• Alternate port – en alternativ väg till root bridge
• Backup port – en reservport inom samma segment

I klassisk STP representeras dessa situationer av blockerade portar, men RSTP gör dem explicit definierade. Detta gör att redundanta länkar kan hållas redo att aktiveras direkt vid fel, vilket bidrar till den snabba konvergensen.

Alternativa och backup-portar

En alternate port är en port som har en alternativ väg till root bridge. Den befinner sig normalt i discarding-läge men kan snabbt övergå till forwarding om den aktiva vägen försvinner.

En backup port fungerar som en reserv för en designated port inom samma segment. Den uppstår främst i topologier där flera portar är anslutna till samma delade medium.

I moderna nätverk är backup-portar ovanliga, eftersom hubbar i stort sett har ersatts av switchar.

Porttillstånd i RSTP

RSTP förenklar porttillstånden jämfört med klassisk STP. I stället för fyra aktiva tillstånd används tre:

• Discarding – ingen användardata vidarebefordras, men BPDU:er skickas och tas emot
• Learning – MAC-adresser lärs in, men ingen användardata vidarebefordras
• Forwarding – normal drift, både datatrafik och MAC-inlärning sker

De tidigare STP-tillstånden blocking och listening har slagits samman till discarding. Disabled finns fortfarande som portstatus, men räknas inte som ett aktivt STP-tillstånd.

RSTP och VLAN

RSTP (IEEE 802.1w) använder en enda spanning tree-instans för hela nätverket, vilket kallas CST (Common Spanning Tree). Det innebär att alla VLAN delar samma logiska topologi.

I nätverk där man vill kombinera snabb konvergens med möjlighet att styra trafik per VLAN används i Cisco-miljöer istället Rapid PVST+. Rapid PVST+ innebär att en separat RSTP-instans körs för varje VLAN. På så sätt kan varje VLAN ha sin egen topologi och sin egen root bridge.

Detta gör det möjligt att både uppnå snabb återhämtning vid förändringar och att optimera trafikflöden genom lastbalansering mellan olika VLAN.

Sammanfattning

RSTP behåller grunderna från klassisk STP men förbättrar hur snabbt nätverket kan anpassa sig vid förändringar.

De viktigaste förbättringarna är:

• snabb konvergens (ingen beroende av långa timers)
• tydligare portroller (alternate och backup)
• förenklade porttillstånd
• effektiv hantering av redundanta länkar