MSTP是一個(gè)多生成樹(shù)協(xié)議參考

1、MSTP是一個(gè)多生成樹(shù)協(xié)議MSTP是一個(gè)多生成樹(shù)協(xié)議MSTP是一個(gè)多生成樹(shù)協(xié)議MSTP是一個(gè)多生成樹(shù)協(xié)議。MSTP的“多生成樹(shù)”包括兩層含義：一是在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中可以基于VLAN劃分出多個(gè)生成樹(shù)實(shí)例（STI），二是在每個(gè)生成樹(shù)實(shí)例中可以包括多個(gè)VLAN。而不是像Cisco的PVST、PVST+這樣，雖然在整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中可以基于VLAN劃分出多個(gè)生成樹(shù)實(shí)例，但是每個(gè)生成樹(shù)實(shí)例中僅包括一個(gè)VLAN。所以相對(duì)PVST、PVST+來(lái)說(shuō)，MSTP更適用于比較大的網(wǎng)絡(luò)中，劃分生成樹(shù)實(shí)例也更靈活，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要求來(lái)進(jìn)行。 雖然在整體來(lái)看，MSTP網(wǎng)絡(luò)可分為以下層次（如圖21-1所示）： MSTP網(wǎng)絡(luò)

2、多生成樹(shù)域MST Region（Multiple Spanning Tree Region） 多生成樹(shù)實(shí)例MSTI（Multiple Spanning Tree Instance）圖21-1 MSTP的網(wǎng)絡(luò)層次示意圖 而且這三者之間依次是包含關(guān)系，即MSTP網(wǎng)絡(luò)包含MST域和MSTI，MST域又包含MSTI，因?yàn)樵谝粋€(gè)MSTP網(wǎng)絡(luò)中可以有多個(gè)MST域，一個(gè)MST域中又可以有多個(gè)MSTI。1. MST域 MST域（Multiple Spanning Tree Regions，多生成樹(shù)域）是由交換網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)交換機(jī)以及它們之間的網(wǎng)段構(gòu)成（在Cisco中是叫“MST區(qū)域”）。這些交換機(jī)都啟動(dòng)了MST

3、P、具有相同的域名、相同的VLAN到生成樹(shù)映射（是一個(gè)描述了VLAN和MSTI之間映射關(guān)系的映射表）配置和相同的MSTP修訂級(jí)別配置，并且物理上有鏈路連通。 一個(gè)局域網(wǎng)中可以存在多個(gè)MST域，各MST域之間在物理上直接或間接相連。用戶(hù)可以通過(guò)MSTP配置命令把多臺(tái)交換機(jī)劃分在同一個(gè)MST域內(nèi)。 在如圖21-1所示的MSTP網(wǎng)絡(luò)中有三個(gè)MST域（MST域1、MST域2和MST域3），域內(nèi)所有交換機(jī)（圖中每個(gè)生成樹(shù)實(shí)例中的每個(gè)小圓圈代表一臺(tái)交換機(jī)）都有相同的MST域配置。2. MSTI MSTI（Multiple Spanning Tree Instance，多生成樹(shù)實(shí)例）是指MST域內(nèi)的生成樹(shù)。

4、一個(gè)MST域內(nèi)可以通過(guò)MSTP生成多棵生成樹(shù)，各棵生成樹(shù)之間彼此獨(dú)立。一個(gè)MSTI可以與一個(gè)或者多個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)，但一個(gè)VLAN只能與一個(gè)MSTI對(duì)應(yīng)。 既然是生成樹(shù)，那就不允許存在環(huán)路。在如圖21-2所示的MSTP網(wǎng)絡(luò)（由四臺(tái)交換機(jī)相互串聯(lián)形成）就形成了三個(gè)MSTI（圖中的MSTI1、MSTI2、MSTI3，注意看他們的拓?fù)?，總有一個(gè)方向的交換機(jī)連接是斷開(kāi)的），每個(gè)MSTI都沒(méi)有環(huán)路。圖21-2 MSTI劃分示例 再看一下圖21-3所示的示例。在這個(gè)MST域的交換網(wǎng)絡(luò)中包括了三個(gè)VLAN：VLAN 10、VLAN 20和VLAN 30。這時(shí)又該劃分成多少個(gè)MSTI呢？如果我們把VLAN 10

5、和VLAN 20放進(jìn)一個(gè)MSTI中，則所得到的拓?fù)淙鐖D21-4的左圖所示，明顯存在環(huán)路；如果把VLAN 10和VLAN 30放進(jìn)一個(gè)MSTI中，得到如圖21-4的中圖所示的拓?fù)?，也明顯存在環(huán)路；同樣如果把VLAN 20和VLAN 30劃分到一個(gè)MSTI中，則拓?fù)淙鐖D21-4的右圖所示，也存在環(huán)路。這時(shí)，我們只好為每個(gè)VLAN單獨(dú)劃分成一個(gè)MSTI，這樣得到的每個(gè)MSTI拓?fù)淙鐖D21-5所示，就不存在環(huán)路了（注意，虛線所代表的是通過(guò)MSTP協(xié)議配置阻塞的鏈路），確保每個(gè)MSTI中沒(méi)有環(huán)路出現(xiàn)。 圖21-3 MSTI劃分示例2 圖21-4 每個(gè)MSTI放進(jìn)兩個(gè)VLAN情況下的生成樹(shù)拓?fù)鋱D21-5

6、每個(gè)MSTI對(duì)應(yīng)一個(gè)VLAN的生成樹(shù)拓?fù)?在一般的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，通常是將支持MSTP的設(shè)備全部劃分到一個(gè)MST域中，而將不支持MSTP的設(shè)備劃分到另一個(gè)MST域中。對(duì)于MSTI來(lái)說(shuō)，通常是將將具有相同轉(zhuǎn)發(fā)路徑的VLAN映射到一個(gè)MSTI中，以形成一棵獨(dú)立的生成樹(shù)。3. VLAN映射表 VLAN映射表是MST域的一個(gè)屬性，用來(lái)描述VLAN和MSTI的映射關(guān)系。在如圖21-2所示的MST域示例中，MST域D0包括了以下三個(gè)MSTI的VLAN映射表： VLAN 1映射到MSTI1 VLAN2和VLAN3映射到MSTI2 其余VLAN映射到MSTI04. IST IST（Internal Spannin

7、g Tree，內(nèi)部生成樹(shù)）是MST域內(nèi)的一棵生成樹(shù)，是一個(gè)特殊的MSTI，其MSTI ID為0，即IST通常稱(chēng)為MSTI0。它包括對(duì)應(yīng)MST域中所有互聯(lián)的交換機(jī)。 IST是CIST在MST域中的一個(gè)片段。在如圖21-6所示的MSTP網(wǎng)絡(luò)中（包括了多個(gè)MST域）每個(gè)MST域內(nèi)部用細(xì)線連接的各交換機(jī)就構(gòu)成了對(duì)應(yīng)MST域中的IST。圖21-6 多MST域的MSTP網(wǎng)絡(luò)示例5. CST CST（Common Spanning Tree，公共生成樹(shù)）是連接交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有MST域的單生成樹(shù)。如果把每個(gè)MST域看作是一臺(tái)“交換機(jī)”，則CST就是這些“交換機(jī)”通過(guò)STP協(xié)議、RSTP協(xié)議計(jì)算生成的一棵生成樹(shù)（

8、SST）。圖21-6中用于連接各個(gè)MST域的粗線條連接就構(gòu)成了CST。6. CIST CIST（Common and Internal Spanning Tree，公共和內(nèi)部生成樹(shù)）是通過(guò)STP或RSTP協(xié)議計(jì)算生成的，連接交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有交換機(jī)的單生成樹(shù)，由IST和CST共同構(gòu)成。這里要注意了，上面介紹的CST是連接交換網(wǎng)絡(luò)中所有MST域的單生成樹(shù)，而此處的CIST則是連接交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有交換機(jī)的單生成樹(shù)。交換網(wǎng)絡(luò)中的所有MST域的IST和CST一起構(gòu)成一棵完整的生成樹(shù)，也就是這里的CIST。在如圖21-6所示的MSTP網(wǎng)絡(luò)中， A0、B0、C0、D0四個(gè)MST區(qū)域中的IST，加上MST域間的

9、CST就是整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的CIST了。7. SST 構(gòu)成SST（Single Spanning Tree，單生成樹(shù)）有兩種情況： 運(yùn)行STP或RSTP生成樹(shù)協(xié)議的交換機(jī)只能屬于一個(gè)生成樹(shù)。 MST域中只有一個(gè)交換機(jī)，這個(gè)交換機(jī)構(gòu)成單生成樹(shù)。 在如圖21-6所示的示例中，B0域中的交換機(jī)就是一棵單生成樹(shù)，因?yàn)樵谶@個(gè)MST域中只有一臺(tái)交換機(jī)。8. 總根 總根是CIST的根交換機(jī)（CIST Root），通常是交換網(wǎng)絡(luò)中最上層的交換機(jī)。如圖20-6的示例中，總根（CIST Root）在A0域中。9. 域根 域根（Regional Root）分為IST域根和MSTI域根。各個(gè)MST域中的各個(gè)IST生成樹(shù)中

10、距離總根最近的交換機(jī)是IST域根。總根所在MST域的IST域根就是總根。在如圖21-5中，也已標(biāo)出了非總根所在的B0、C0和D0三個(gè)MST域的IST域根。 MSTI域根是每個(gè)多生成樹(shù)實(shí)例的樹(shù)根，域中不同的MSTI有各自的域根。而且，MST域內(nèi)各棵生成樹(shù)的拓?fù)洳煌?，域根也可能不同?0.1.3 MSTP的端口角色 MSTP中的端口角色主要有根端口（root port）、指定端口（designated port）、替代端口（alternate port）、備份端口（backup port）、主端口（master port）、域邊緣端口和邊緣端口。除邊緣端口外，其他端口角色都參與MSTP的計(jì)算過(guò)程。

11、而且，同一端口在不同的生成樹(shù)實(shí)例中可以擔(dān)任不同的角色。為了便于說(shuō)明，下面給出一個(gè)典型的MSTP端口示例，如圖21-7所示。圖21-7 MSTP端口示例 根端口 根端口僅針對(duì)非根交換機(jī)而言，非根交換機(jī)上到根交換機(jī)距離開(kāi)銷(xiāo)最小的端口就是本交換機(jī)的根端口。如果到根交換機(jī)距離開(kāi)銷(xiāo)相同的情況下，離根交換機(jī)最近的端口是本交換機(jī)的根端口。根端口負(fù)責(zé)向樹(shù)根方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。根交換機(jī)上沒(méi)有根端口，只有下面將要介紹指定端口。 在如圖21-7中，SwitchA為根交換機(jī)，CP1為SwitchC的根端口，BP1為SwitchB的根端口。 指定端口 對(duì)一臺(tái)交換機(jī)而言，它的指定端口是向下游交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)BPDU報(bào)文的端口。交換機(jī)

12、連接下級(jí)交換機(jī)的所有端口都是指定端口，它不僅根交換機(jī)上有，非根交換機(jī)上同樣有。在如圖21-7中AP2和AP3為SwitchA的指定端口，CP2為SwitchC的指定端口。 邊緣端口如果指定端口位于整個(gè)域的邊緣，不再與任何交換機(jī)連接，這種端口叫做邊緣端口。邊緣端口一般與用戶(hù)終端設(shè)備（如PC機(jī)）直接連接。 Alternate端口 從發(fā)送BPDU來(lái)看，Alternate端口就是由于學(xué)習(xí)到其它交換機(jī)的發(fā)送的BPDU而被阻塞的端口。從轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)流量來(lái)看，Alternate端口提供了從指定交換機(jī)到根交換機(jī)的一條備份路徑，所以Alternate端口是根端口的備份端口，如果根端口被阻塞后，Alternate端口

13、將成為新的根端口。 在如圖21-7中BP2為SwitchB的Alternate端口。試想一下，如果BP1端口被阻塞了，SwitchB就可以從BP2端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)SwitchC到達(dá)SwitchA，確保數(shù)據(jù)通信不中斷。 Backup端口 當(dāng)同一臺(tái)交換機(jī)的兩個(gè)端口同時(shí)連接一個(gè)設(shè)備時(shí)就存在一個(gè)環(huán)路，此時(shí)交換機(jī)會(huì)將其中一個(gè)端口阻塞，這個(gè)端口就是Backup端口。在如圖21-7中SwitchC上的CP3為Backup端口，因?yàn)樗cCP2端口同時(shí)連接到下游的同一個(gè)設(shè)備上。從發(fā)送BPDU來(lái)看，Backup端口就是由于學(xué)習(xí)到本設(shè)備上其他端口發(fā)送的BPDU而被阻塞的端口。從轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)流量來(lái)看，Backup端

14、口，作為指定端口的備份，提供了一條從根交換機(jī)到下級(jí)設(shè)備的備份通路。 Master端口 Master端口是MST域和總根相連的所有路徑中最短路徑上的端口，它是交換機(jī)上連接MST域到總根的端口。Master端口是域中的報(bào)文去往總根的必經(jīng)之路。Master端口是特殊域邊緣端口，Master端口在IST/CIST上的角色是根端口，在其它各實(shí)例上的角色都是Master。 在如圖21-8所示的示例中，交換機(jī)SwitchA、SwitchB、SwitchC、SwitchD和它們之間的鏈路構(gòu)成一個(gè)MST域，SwitchA交換機(jī)的端口AP1在域內(nèi)的所有端口中到總根的路徑開(kāi)銷(xiāo)最小，所以AP1為Master端口。圖21-8 Master端口和域邊緣端口示例 域邊緣端口 域邊緣端口是指位于MST域的邊緣并連接其它MST域或SST的端口。進(jìn)行MSTP計(jì)算時(shí)，域邊緣端口在MSTI上的角色和CIST實(shí)例的角色保持一致。即如果邊緣端口在CIST實(shí)例上的角色是Ma