工业以太网环境下对网络链路的可靠性有较高要求,通常需要进行链路的冗余备份以增加网络的生存能力。然而,交换机之间冗余的二层链路会形成网络环路,并带来“广播风暴”,影响网络的通信能力。生成树协议就是为了解决网络环路、动态管理冗余链路而提出的。作为对生成树协议的改进,快速生成树协议(RSTP)优化了生成树算法、增加状态机处理机制,大大减少了拓扑收敛的时间。快速生成树的快速收敛特性很好的满足了工业以太网环境下链路可靠和快速恢复的需求,并因此获得广泛应用。同时,为保证快速生成树协议的运行环境实时、可靠,可裁剪的嵌入式实时操作系统VxWorks也被引入进来。本论文从工业以太网的可靠性和实时性需求出发,着重对VxWorks操作系统的任务实时调度机制和软件分层模型进行了调研分析,并研究了RSTP原理和快速收敛机制,对RSTP状态机模型进行了介绍。在实现方面,本文利用VxWorks的任务机制,建立双任务交互结构完成消息处理和定时模块的并行运行,并利用系统的网络分层架构,通过多路复用器(MUX)屏蔽底层交换芯片差异,以达到对不同硬件的支持,实现了可方便移植的RSTP协议软件。此外本文设计实现了协议软件的网管功能,并设计端口聚合功能方案解决端口聚合与环路裁剪的矛盾问题,此外,还在标准的生成树算法上增加两个端口状态机解决端口状态变化信息实时处理的问题,保证协议软件运行可靠、处理实时,更好的适应实际应用的需求。本文根据协议软件开发的一般流程,进行调研、设计、编码、测试,通过软件代码在目标开发板的运行测试,完成了预定设计目标,满足快速生成树协议的各项要求。