MSTP原理

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedInternal学习完此课程，您将会：了解MSTP产生的背景掌握MSTP的基本概念和原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3第1章MSTP协议产生背景第2章MSTP协议的基本概念第3章MSTP协议的具体行为第4章三种生成树的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4无法实现负载分担VLAN20VLAN10Backup状态左边链路的端口处于fordwarding状态右边链路的端口为backup状态所有数据都从左边链路走,无法实现负载分担RSTP的缺陷HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5有些VLAN可能会不通10,20,3010,3020,3010,2010203010,30RSTP的缺陷HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6有些VLAN可能会不通10,20,3010,3020,3010,2010203010,30VLAN10和30的所有上行端口都是阻塞状态RSTP的缺陷HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7第1章MSTP协议产生背景第2章MSTP协议的基本概念第3章MSTP协议的具体行为第4章三种生成树的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8多生成树协议协议基本思想多生成树协议（MultipleSpanningTreeProtocol）802.1s几番修订，提出了VLAN和生成树之间的“映射”思想一个或若干个VLAN可以映射到同一棵生成树，但是每个VLAN只能在一棵生成树里。一个交换机可以跑多个生成树，为了区分，每一个生成树叫做一个MSTI（多生成树实例）。“域”的概念提出是一种抽象思想，把几个交换机和其间的网段抽象成一个节点。802.1sd9：“MSTI的状态机和RSTP一致”HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9几个MSTP的常用概念MSTP多生成树协议MSTI多生成树实例IST内部生成树CST公共生成树CIST公共和内部生成树MSTRegionMST域SST单生成树协议基本概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10协议基本概念MSTI：多生成树实例（MultipleSpanningTreeInstance）每个实例对应一个或一组VLAN每个VLAN只能对应一个实例（映射）每个交换机可以运行多个实例没有配置VLAN与实例的映射关系时，所有VLAN映射到实例0实例是“MST域”内的概念MSTIHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11协议基本概念IST：内部生成树（InternalSpanningTree）对于每个“域”而言的，保证了每个域的连通性。在域中的ID为0的特殊MSTICST：公共生成树（CommonSpanningTree）整个网络里的一棵“大”的树结构每个域在CST中只是一个节点是整个网络的宏观拓扑IST和CSTHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12协议基本概念CIST：公共和内部生成树（CommonAndInternalSpanningTree）由CST和IST构成每个IST可以看作是CIST在每个域中的“树状片断”SST：单生成树（SingleSpanningTree）运行STP/RSTP的交换机，只能有一个生成树，叫做SST。或者，某交换机自己一个域，事实上也是单生成树本质上，RSTP/STP都可以看作是交换机独自一个域且仅有一个MSTI，这时IST和MSTI的拓扑是重合的。CIST和SSTHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13IST和CST（续）CSTISTCIST协议基本概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14协议基本概念MSTRegion：多生成树域使用相同MST配置ID（MCID）的MST交换机会自动划分为一个域MCID：多生成树配置ID，MSTConfigurationIDMSTHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15协议基本概念MCID：用于判断不同的MST桥是否属于相同的MST域的标签（51字节）只有MCID完全相同的一组交换机才属于同一个域MCID由四部分组成：−FormatSelector−ConfigurationName−RevisionLevel−ConfigurationDigestMST域HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16协议基本概念总根（CommonRoot/CISTRoot）根据MSTP算法在桥接网络中计算出来的唯一的根，即CIST的根。可以在某个域中，也可以是SST交换机。选举原则还是最低桥ID原则。域根（RegionRoot）MST域内IST和MSTI的根，在域中各实例有各自的域根。可以不是同一个桥。IST域根桥（MasterBridge）域中在IST上距离总根最近的交换机即为IST域根。如果总根在MST域中，则总根为IST域根。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17协议基本概念域边界端口位于MST域边缘，用以连接不同的MST域或者MST域与SST的端口Master端口位于整个域到总根的最短路径上，是连接域到总根的端口，是域中的报文去往总根的必经之路。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18协议基本概念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据流量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端口角色HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19端口角色（续）CISTRootSSTMasterPort协议基本概念HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20协议基本概念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：转发所有数据包端口状态和相应行为色HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21协议基本概念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，不转发业务数据包端口状态和相应行为色HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22第1章MSTP协议产生背景第2章MSTP协议的基本概念第3章MSTP协议的具体行为第4章三种生成树的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23MSTP基本原则协议具体行为每个实例上分别计算各自的生成树，互不干扰每个实例的生成树的算法与RSTP基本相同每个实例的生成树可以有不同的根，不同的拓扑每个实例各自发自己的BPDU每个实例的拓扑可以人为通过配置来确定每个端口在不同实例上的生成树参数可以不同每个端口在不同实例上的角色、状态可能不同HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24MSTP基本原则图示10,20,3010,3020,3010,2010203010,30协议具体行为HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25协议具体行为2020202010,20,3010,2010,3010,3010302020,3030303030301010101010VLAN10RootBridgeVLAN20RootBridgeVLAN30RootBridgeVLAN30RootBridgeVLAN20RootBridgeVLAN10RootBridgeSWITCHASWITCHBSWITCHCHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26协议具体行为在STP/RSTP协议中：{根桥ID，外部路径开销，指定桥BID，发送端口PID}在MSTP协议中，CIST的向量表示：{根桥ID，外部路径开销，Master桥ID，内部路径开销，指定桥BID，发送端口PID}在MSTP协议中，MSTI实例的向量表示：{域根ID，内部路径开销，指定桥BID，发送端口PID}配置消息优先级向量HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27外部路径开销(ERPC)：从CIST域根到达总根的路径开销（用来做CST收敛的比较元素）如果总根在域中，那么域内的交换机保存的ERPC都为0内部路径开销(IRPC)：本桥到达域根的路径开销指定桥：CIST或MSTI实例的指定桥是本桥通往域根的最邻近的上游桥配置消息优先级向量协议具体行为HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28CIST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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29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Designated