Rapid Spanning Tree Protocol - RSTP (IEEE 802.1w) patří do rodiny síťových protokolů, které se aplikují pro eliminaci smyček zpravidla v místních sítích LAN a MAN. Jde evolučně o novější verzi, používá pokročilejší algoritmus zpracování logiky stavů portů a zaručuje kratší odezvu na zjištění alternativní aktivní datové cesty o jeden řád vůči protokolu STP.

V principu fungování jde o převzatý matematický model pole, znázorněný v bezrozměrném grafu / stromu. Protokoly operují na linkové L2 vrstvě modelu OSI/ISO, vlastní protokol řídí provoz mezi uzly pomocí výměny BPDU (Bridge protocol data units)  a několika dalších parametrů jako je hodnota ID priorit jednotlivých uzlů a vážené hodnoty jejich spojení.

Společné vlastnosti Spanning tree protokolů:

• Záložní linka mezi switchi nebo routery
• Zamezuje vzniku nechtěných smyček
• Aktivní je vždy jen jedna linka
• Automaticky se přizpůsobuje, když měníme topologii sítě
• Vhodné pro kritické části infrastruktur jako CCTV kamerové systémů nebo ISP záložních spojení

Bridge Protocol Data Units (BPDU)

STP/RSTP komunikuje mezi switchi za použití "Bridge Protocol Data Units (BPDU)":

• Unikátní identifikátor, který říká kdo je root switch
  
• Délku cesty, kterou paket urazil od vysílacího portu k root switchi
• Port identifikátor vysílacího portu

Komunikace mezí switchi pomocí BPDU zajišťuje, že jeden switch je zvolen jako "root" switch a poté probíhá v reálném čase kalkulace nejkratší cesty mezi root switchem a ostatními switchi, kdy je určen nejvhodnější switch, přes který bude rámec poslán root switchi a současně je určen nejlepší port na každém switchi, přes který bude paket rámec root switchi. 

Vytvoření stabilní STP Topologie

• V automatickém nastavení switch s nejnižší MAC adresou bude zvolen root switchem
• Snížením "Priority number" můžete zvýšit prioritu switche, aby se stal rootem
• Snížením "Port Priority" můžete zvýšit prioritu portu, který tak bude ve stavu Forwarding

STP Port stavy - po změně topologie sítě musí port projít následujícími 5ti stavy:

• Blocking – port je blokován
• Listening – port čeká na příjem BPDU
• Learning – port si přidává adresy do forwarding databáze
• Forwarding – port forwarduje pakety
• Disabled –  port pouze odpovídá na síťový management 

Na rozdíl od STP je v RSTP každý port buď ve stavu forwarding, blocking, nebo learning: 

Nastavení parametrů STP

Na úrovni switche:

Na úrovni portů:

Doporučené hodnoty cest mezi uzly pro STP (IEEE 802.1D-1998) a RSTP (IEEE 802.1w-2001): 

V principu dle nastavení STP/RSTP broadcasting paket ze switch A do B skončí v portu 3 switch B a dále již nepokračuje:

Konfigurace RSTP

-------- >>>

• Max Age - Mezi 6 and 40, musí být méně nebo stejně než "(2 * Bridge Forward Delay) - 1" and vyšší nebo stejně "2 * (Bridge Hello Time +1)". Defaultně je 20.
• Hello Time - musí být méně nebo stejně než "(Bridge Max Age / 2) - 1". Defaultně je 2
• Forward Delay - musí být méně nebo stejně než "(Bridge Max Age / 2) + 1"; rozsah je od 4s do 30s. Defaultně je 15.

Konfigurace portů

Typy portů / linek

• point-to-point - tedy spoj bod-bod, připojení dalšího switche, linka musí být full duplex
• edge - koncový/hraniční port (PortFast), je do něj připojeno koncové zařízení (jako PC či tiskárna) i když je port nastavený jako edge, tak stále monitoruje BPDU. V případě detekování BPDU se přepne na non-edge  
• shared - sdílená linka, například hub, linka je half duplex

Port status

Podrobná statistika usnadní administrátorům přehled nad stavem aktuálně vytvořené STP/RSTP topologie. Na jednotlivých portech lze pozorovat hodnoty rozhodovacích parametrů, které se podílí na rozhodovacím principu cesty s nejnižší váženou hodnotou.

 --- >>>

Na základě společné vrstvy L2 modelu OSI/ISO lze cestu ovlivnit i na základě příslušnosti ke konkrétním VLAN ID:

Při hledání problémů v síti se lze orientovat dle čítačů sledovaných parametrů na jednotlivých portech:

"Spanning tree" funkce v sobě obsahují prakticky všechny spravovatelné switche Planet, napokrytecky však nejsou výsadou této značky, ale na pokročilejších modelech (zpravidla L3 modely) se díky pokročilým ASIC čipsetům dekódují příznaky rámců na hardware úrovni.