MSTP原理

华为3Com培训中心华为3Com公司版权所有，未经授权不得使用与传播MSTP原理ISSUE1.02引入为了解决二层网络冗余环路产生的广播风暴，引入STP解决了上述问题。STP存在收敛慢，临时失去连通性等缺陷，为了弥补STP的不足，引入了RSTP。但是上述二者都没有解决链路负载分担得问题。因此今天我们讨论的是如何实现二层冗余链路的负载分担。3学习目标熟悉STP、RSTP和MSTP的特性掌握MSTP的工作原理学习完本课程，您应该能够：4课程内容第一章生成树协议概述第二章MSTP工作原理5第一章生成树协议概述生成树协议版本号不同生成树协议的比较6参考资料STP配置手册RSTP配置手册MSTP配置手册IEEE802.1dIEEE802.1wIEEE802.1s7生成树协议版本号生成树目前包含三种协议：单生成树协议（STP）协议版本号为0快速生成树协议（RSTP）协议版本号为2多生成树协议（MSTP）协议版本号为38三种生成树的比较STP的特性形成一棵无环路的树：解决广播风暴并实现冗余备份RSTP的特性形成一棵无环路的树：解决广播风暴并实现冗余备份快速收敛根端口快速进入转发状态采用握手机制实现端口的快速转发设置边缘端口实现快速转发MSTP的特性形成一棵无环路的树：解决广播风暴并实现冗余备份快速收敛形成多棵生成树实现负载均衡不同VLAN的流量可以按照不同的路径进行转发9MSTP的负载均衡一个交换机可能被包含在多个多生成树中各多生成树实例相互独立转发数据VLAN2VLAN2VLAN3VLAN3VLAN2数据流VLAN3数据流10课程内容第一章生成树协议概述第二章MSTP工作原理11第二章MSTP工作原理基本概念端口状态和端口角色CIST的计算MSTI的计算其他功能12基本概念Region1Region2Region3Region4CISTROOTCSTRevisionlevel:0VLANmapping:VLAN3toInstance3VLAN5toInstance5VLANotherstoISTRevisionlevel:0VLANmapping:VLAN2toInstance2VLAN4toInstance4VLANotherstoISTRevisionlevel:0VLANmapping:VLAN2toInstance2VLAN3toInstance3VLANotherstoISTRevisionlevel:0VLANmapping:VLAN4toInstance4VLAN5toInstance5VLANotherstoISTISTMasterISTRegionROOTMSTI13基本概念（续）CST公共生成树（Commonspanningtree）IST内部生成树（Internalspanningtree）内部生成树是多生成树的一个特殊实例（instanceID=0）CIST公共内部生成树（Commonandinternalspanningtree）公共内部生成树是由所有IST（一棵IST视为一台交换机），STP交换机和RSTP交换机组成的一棵贯穿整个网络的树。MSTI多生成树实例（Multiplespanningtreeinstance）每一个MSTI都有唯一的实例ID标识（ID取值范围为1－16）14基本概念（续）MST区域（MSTregion）域名（Regionname）修正级别（Revisionlevel）(目前保留)实例和VLAN的映射所有拥有相同域配置（region-configuration）的MSTP交换机必须连续总根（CISTRoot）由网络中所有交换机竞选出的优先级最高的交换机成为总根域根（RegionRoot）在一个域内拥有相同域配置的MSTP交换机为某一多生成树实例竞选出的优先级最高的交换机成为该生成树实例的域根。主交换机（MasterBridge）主交换机也就是ISTMaster，它是域内距离总根最近的交换机15端口角色Region1Region2Region3Region4CISTROOTMaster/RootPortDesignatedPortDesignatedPortDesignatedPortDesignatedPortMaster/RootPortMaster/RootPortAlternatePortBackupport16端口角色（续）根端口/主端口（RootPort/MasterPort）交换机上到总根具有最短路径的端口成为根端口（RootPort），如果该交换机是主交换机，则相应的根端口为该域的主端口。根端口负责向总根转发数据流量指定端口（DesignatedPort）局域网上到总根具有最短路径的端口成为指定端口指定端口负责为所在的局域网转发数量流量选择端口（AlternatePort）局域网上处于备份地位的端口成为选择端口选择端口不转发数据流量备份端口（BackupPort）交换机上连接到自己且端口状态为丢弃的端口成为备份端口17端口状态和相应的行为Root/Masterport根端口具有三种端口状态：Discarding：接受BPDU，不转发业务数据包Learning：接受和发送BPDU，但不转发业务数据包Forwarding：转发所有数据包Designatedport指定端口具有三种端口状态：Discarding：接受BPDU，不转发业务数据包Learning：接受和发送BPDU，但不转发业务数据包Forwarding：转发所有数据包Alternatedport只有一种端口状态：discarding接受BPDU，不转发业务数据包Backupport只有一种端口状态：discarding接受BPDU，不转发业务数据包18优先级向量端口优先级向量RootBridgeIDExternalRootPathCost:ERPCISTMasterIDInternalRootPathCost:IRPCDesignatedBridgeIDDesignatedPortIDBridgePortID配置消息的优先级向量{Root:ERPC:Master:IRPC:DB:DP:BP}19CIST的计算选择总根具有最小桥ID的交换机成为总根选择ISTMaster（针对MST域）域内具有最小外部根路径值的交换机成为主交换机选择根端口接受最优配置消息的端口成为根端口选择指定端口LAN上具有最优端口优先级向量的端口成为指定端口选择端口端口优先级劣于接受到的配置消息的端口成为选择端口备份端口端口优先级劣于接受到的配置消息且连接到自己的端口20最优优先级向量首先，比较向量中RootBridgeID如果RootBridgeID相同，再比较ERPC如果ERPC还相同，再比较ISTMaster的bridgeID如果ISTMaster的bridgeID仍然相同，再比较IRPC如果IRPC仍然相同，再比较DesignatedBridgeID如果DesignatedBridgeID仍然相同，再比较DesignatedPortID如果DesignatedPortID还相同，再比较BridgePortID值最小的优先级向量具有最高优先级21CIST实例Region1Region2Region3Region4CISTROOTMaster/RootPortDesignatedPortDesignatedPortDesignatedPortDesignatedPortMaster/RootPortMaster/RootPortAlternatePortBackupportBorderportInnerPortCSTIST22MSTI的计算选择域根域内具有最小BridgeID的交换机成为域根选择MasterPort域内距离总根最近的端口成为主端口选择主端口，指定端口，选择端口和备份端口上述端口的选择和CIST类似注意：MSTI的优先级向量不包括RootBridge和ERPC如{RegionRoot:IRPC:DB:DP:BP}最优优先级向量的比较和CIST的类似23MSTIRootPortDesignatedPortVLAN2maptoinstance1VLAN3maptoinstance2Othersmaptoinstance0MasterRegionRootRegionRootMasterRegionRootMSTI1MasterRegionRootMSTI224其他功能指定边缘端口（Edgeport）直接连接终端用户的端口边缘端口具有快速迁移的特性：不需要任何延时直接进入转发状态指定根交换机（Rootprimary）确保指定的交换机成为根交换机指定备份根交换机（Rootsecondary）确保指定的交换机成为备份根交换机根交换机故障时，备份根交换机立即替代根交换机成功避免根交换机的不确定性和根桥失效的临时性故障25其他功能（续）配置消息保护（BPDUProtection）如果一个边缘端口接受到配置消息，将从边缘端口转换成非边缘端口，从而导致生成树重新计算配置消息保护功能可以防止上述现象根桥保护（RootProtection）保证根桥不被其它交换机取代如果具有根桥保护的端口接收到更高优先级的BPDU，该端口将进入listening状态，而不再转发数据环路保护（LoopProtection）具有环路保护的交换机，当前的根端口和阻塞端口都不会发生变化，继续维持自己的状态，从而不会形成环路。26本章总结生成树概述不同协议之间的异同MSTP的工作原理基本概念端口角色和端口状态CIST的计算MSTI的计算其它辅助功能华为3Com技术有限公司华为3Com公司网址:技术论坛网址:forum.huawei-3com.com