STP vs. RSTP: Portzustände und -rollen, Umschaltzeit, BPDUs, Kompatibilität
Werden Switches über redundante Wege verbunden, kreisen Broadcast-Frames endlos in der Schleife und verursachen einen Broadcast-Sturm. STP (Spanning Tree Protocol) lässt Switches Nachrichten namens BPDUs austauschen und blockiert einige Ports, sodass das Netzwerk einen schleifenfreien Baum mit der Root Bridge als Wurzel bildet. Das klassische STP (IEEE 802.1D) versetzt Ports jedoch erst nach dem Abwarten von Timern in den Forwarding-Zustand, damit keine Schleife entsteht; mit Standardwerten dauert die Wiederherstellung nach einem Ausfall daher 30 bis 50 Sekunden. RSTP (Rapid STP, IEEE 802.1w) behält dieselbe Wahl der Root Bridge und denselben Gedanken des Blockierens von Ports bei, verkürzt die Umschaltung aber mit einem Proposal-Agreement-Austausch mit dem benachbarten Switch und im Voraus bestimmten Alternate Ports in der Regel auf wenige Sekunden oder weniger. RSTP wurde in die Ausgabe 2004 von IEEE 802.1D aufgenommen und hat das klassische STP als Standard abgelöst.
| Merkmal | STP | RSTP |
|---|---|---|
| Standard | IEEE 802.1D (bis zur Ausgabe 1998) | IEEE 802.1w; in die Ausgabe 2004 von IEEE 802.1D aufgenommen |
| Portzustände | Fünf: Disabled, Blocking, Listening, Learning, Forwarding | Drei: Discarding, Learning, Forwarding |
| Portrollen | Root Port und Designated Port; Ports, die keines von beiden sind, werden blockiert | Root Port und Designated Port plus Alternate Port (Ersatz für den Root Port) und Backup Port (Reserve für einen Designated Port) |
| Wiederherstellungszeit nach einem Ausfall | 30 bis 50 Sekunden mit Standardtimern (Max Age 20 s + Forward Delay 15 s × 2) | In der Regel wenige Sekunden oder weniger |
| Mechanismus der schnellen Umschaltung | Keiner; wartet auf Timer und durchläuft Listening und Learning, bevor es weiterleitet | Auf Punkt-zu-Punkt-Links werden Proposal und Agreement mit dem Nachbarn ausgetauscht und die Weiterleitung beginnt, ohne auf Timer zu warten; fällt der Root Port aus, übernimmt sofort ein Alternate Port |
| Versand von BPDUs und Ausfallerkennung | Jeder Switch leitet die von der Root Bridge gesendeten BPDUs weiter; ein Ausfall wird angenommen, wenn die BPDU-Information für die Dauer von Max Age (standardmäßig 20 s) nicht aufgefrischt wird | Jeder Switch sendet alle Hello Time (standardmäßig 2 s) eigene BPDUs; ein Ausfall wird angenommen, wenn drei hintereinander ausbleiben |
| Meldung von Topologieänderungen | Der Switch, der die Änderung bemerkt, meldet sie der Root Bridge mit einer TCN-BPDU, und die Root Bridge verbreitet sie an alle; MAC-Adresstabellen löschen alte Einträge, indem die Alterungszeit auf Forward Delay (15 s) verkürzt wird | Der Switch, der die Änderung bemerkt, meldet sie direkt seinen Nachbarn, und die empfangenden Switches löschen alte Einträge der MAC-Adresstabelle sofort |
| Ports für Endgeräte | Im Standard nicht unterschieden; ein angeschlossenes Gerät wartet etwa 30 Sekunden, bis die Weiterleitung beginnt | Ein als Edge Port konfigurierter Port beginnt sofort mit der Weiterleitung; empfängt er eine BPDU, wird er als normaler Port behandelt |
| Kompatibilität | Läuft auch bei Verbindung mit RSTP-Switches weiter als STP | Schaltet an Ports zu STP-Switches auf STP-kompatibles Verhalten um (die Umschaltung an diesem Port wird langsam) |
Die Zahlenwerte sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.