STP、RSTP 和 MSTP 的區別，一次性說清楚

在交換器網路中，防止環路是至關重要的。生成樹協定（STP）、快速生成樹協定（RSTP）、以及多生成樹協定（MSTP）是我們最常見的環路防護機制。那就跟著神唱來了解他們的差別是什麼吧。

一、STP：生成樹協定
STP 的基本概念： STP （Spanning Tree Protocol）是 IEEE 802.1D 定義的一種避免環路的協定。它的核心思想是透過阻塞部分冗餘鏈路，使網絡形成一個無環路的樹狀結構。

工作原理：

根橋選舉： 透過比較橋 ID（Bridge ID），選擇一個根橋（Root Bridge）。
路徑成本計算： 非根橋透過計算到達根橋的最短路徑來決定自己的根連接埠（Root Port）。指定端口選舉： 每個非根橋的指定端口

（Root Port）。指定連接埠選舉： 每個非根橋的指定連接埠（Designated Port）負責向下轉送資料。
阻塞連接埠： 非指定連接埠進入阻塞狀態，防止環路。
五種連接埠狀態：

Disabled（停用）： 連接埠被關閉。
Blocking（阻塞）： 阻止資料流通，只接收 BPDU。
Listening（監聽）： 監聽 BPDU，但不學習 MAC 位址。
Learning（學習）： 學習 MAC 位址，但不轉送資料。
Forwarding（轉送）： 正常轉送資料。
缺點：


收斂速度慢（30-50 秒）。
只支援單一 VLAN 的生成樹，無法實現多重 VLAN 最佳化。
二、RSTP：快速生成樹協定
基本概念 ：RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol） 由 IEEE 802.1w 定義，是對 STP 的增強版。 RSTP 透過優化連接埠狀態轉換，提高了網路的收斂速度，通常可以在 1-2 秒內完成收斂。

主要特點：

引入替代連接埠（Alternate Port）： 作為備選路徑，在根連接埠失效時迅速接替。
引入備援連接埠（Backup Port）： 提供冗餘連接，防止連結失效。
直接進入 Forwarding 狀態： 連接埠可以直接進入 Forwarding 狀態，無需經過 Listening 和 Learning 階段。
連接埠角色：



Root Port（根連接埠）： 到達根橋的最優路徑連接埠。
Designated Port（指定連接埠）： 為下游設備提供轉送服務的連接埠。
Alternate Port（替代連接埠）： 替代路徑，替代根連接埠。
Backup Port（備援端口）： 備援指定端口，提供冗餘。
優點：

收斂速度快（通常在 1 秒內完成）。
連接埠可以直接進入 Forwarding 狀態，最佳化資料轉送路徑。
三、MSTP：多生成樹協定
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實例中，實現多重 VLAN 的負載平衡和環路防護。

MSTP 的關鍵特性：

MST 區域： 多個交換機構成一個 MST 區域，共享相同的 MST 配置。
實例對應： 將不同 VLAN 對應到不同 MST 實例（MSTI）。
多執行個體負載平衡： 透過不同 MST 執行個體實現流量分擔，提高頻寬利用率。
MSTP 的三種生成樹：

CIST（Common and Internal Spanning Tree）： 負責管理 MST 區域間的生成樹。
MSTI（Multiple Spanning Tree Instances）： 每個實例維護各自的生成樹。
IST（Internal Spanning Tree）： MST 區域內部的預設生成樹實例。
優點：

允許 VLAN 進行流量分擔，優化頻寬。
提供跨區域的生成樹管理。
四、STP、RSTP 和 MSTP 的核心區別



五、常見設定範例
以ensp為例：

STP 設定：

RSTP 配置：

MSTP 配置：