【每日一记10】+第2天 交换机MSTP多区域生成树协议学习1

MSTP简介

多生成树协议MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）是IEEE
802.1s中定义的生成树协议，通过生成多个生成树，来解决以太网环路问题。

目的：

在以太网中部署MSTP协议后可实现如下功能：

• 形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份。
• 多棵生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同的路径转发。
  
  

MSTP原理描述STP/RSTP的缺陷：

RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但RSTP和STP还存在同一个缺陷：由于局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，因此无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，链路被阻塞后将不承载任何流量，还有可能造成部分VLAN的报文无法转发。

MSTP对STP和RSTP的改进：

• 为了弥补STP和RSTP的缺陷，IEEE于2002年发布的802.1S标准定义了MSTP。MSTP兼容STP和RSTP，既可以快速收敛，又提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。
• MSTP把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。每棵生成树叫做一个多生成树实例MSTI（Multiple Spanning Tree Instance），每个域叫做一个MST域（MST Region：Multiple Spanning Tree Region）。
• 所谓生成树实例就是多个VLAN的一个集合。通过将多个VLAN捆绑到一个实例，可以节省通信开销和资源占用率。MSTP各个实例拓扑的计算相互独立，在这些实例上可以实现负载均衡。可以把多个相同拓扑结构的VLAN映射到一个实例里，这些VLAN在端口上的转发状态取决于端口在对应MSTP实例的状态。
  
  

MSTP基本概念：

• MST域（MST Region）

  ​ 都启动了MSTP。

  
  
  具有相同的域名。
  具有相同的VLAN到生成树实例映射配置。
  具有相同的MSTP修订级别配置。

  一个局域网可以存在多个MST域，各MST域之间在物理上直接或间接相连。用户可以通过MSTP配置命令把多台交换设备划分在同一个MST域内。

• VLAN映射表：

  
  

VLAN映射表是MST域的属性，它描述了VLAN和MSTI之间的映射关系。

• CST
  
  

公共生成树CST（Common Spanning Tree）是连接交换网络内所有MST域的一棵生成树。

如果把每个MST域看作是一个节点，CST就是这些节点通过STP或RSTP协议计算生成的一棵生成树。

• IST

  内部生成树IST（Internal Spanning Tree）是各MST域内的一棵生成树。

  IST是一个特殊的MSTI，MSTI的ID为0，通常称为MSTI0。

  IST是CIST在MST域中的一个片段。

• SST

  
  

运行STP或RSTP的交换设备只能属于一个生成树。

MST域中只有一个交换设备，这个交换设备构成单生成树。

• CIST

  公共和内部生成树CIST（Common and Internal Spanning Tree）是通过STP或RSTP协议计算生成的，连接一个交换网络内所有交换设备的单生成树。

• 域根

  域根（Regional Root）分为IST域根和MSTI域根。

  一个MST域内可以生成多棵生成树，每棵生成树都称为一个MSTI。MSTI域根是每个多生成树实例的树根。

• 总根

  总根是CIST（Common and Internal Spanning Tree）的根桥。

• 主桥

  主桥（Master Bridge）也就是IST Master，它是域内距离总根最近的交换设备。

• 端口角色

  根端口、指定端口、Alternate端口、Backup端口和边缘端口的作用同RSTP协议中定义。

  除边缘端口外，其他端口角色都参与MSTP的计算过程。

  同一端口在不同的生成树实例中可以担任不同的角色。

  
  

端口状态：

MSTP定义的端口状态与RSTP协议中定义相同。

注：根端口、Master端口、指定端口和域边缘端口支持Forwarding、Learning和Discarding状态，Alternate端口和Backup端口仅支持Discarding状态。

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