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MSTP(多实例生成树)笔记整理

1. MSTP解决的问题

  • 问题背景:在STP(生成树协议)与RSTP(快速生成树协议)中,当网络存在多VLAN划分时,会遇到链路负载分担不均、次优路径选择等问题。
  • 解决方案:MSTP通过在局域网中创建多个生成树实例(MSTI),并基于这些实例控制不同设备的角色与端口角色,使得网络中的链路都能参与业务数据的转发,从而实现链路负载分担。同时,将不同业务的VLAN与不同的MSTI绑定,实现VLAN间的流量负载分担。

2. MSTP的工作原理

  • 生成树实例:每个MSTI都有不同的ID(MST-ID),包括一个特殊的MSTI0(也称为IST,内部生成树)。
  • 设备角色与端口角色:在每个MSTI中,设备会扮演不同的角色(如根桥、非根桥),端口也会有不同的角色(如根端口、指定端口等)。
  • 域名与修订级别:MSTP域是运行MSTP协议的范围,包括域名、修订级别、实例以及VLAN与实例的绑定关系。修订级别用于区分设备是否属于同一域,但本身无实际意义。
  • 激活域信息:配置或修改域信息后,必须激活才能使更改生效。

3. MSTP专业术语解释

  • MSTP域:运行MSTP协议的网络范围。
  • MSTI(多生成树实例):不同的生成树实例,有各自的MST-ID。
  • IST:特殊的MSTI,即MSTI0。
  • CST:公共生成树,用于不同MSTP域之间的通信。
  • CIST:域内的MSTI与CST的组合。
  • SST:单生成树,网络中只有一颗生成树,即MSTI0。
  • 域根:不同域中MSTI的根桥。
  • 总根:CST计算后的根桥。
  • 主桥:IST中的根桥。
  • 域边缘端口:连接不同域的端口。
  • Master端口:特殊的域边缘端口,即CST中的根端口。

4. 生成树报文与版本

  • 版本:0代表STP,2代表RSTP,3代表MSTP。
  • 报文类型:包括STP报文、TCN报文、RSTP/MSTP报文,共4种。

5. VBST(VLAN基础生成树)

  • 对标协议:Cisco的PVST+。
  • 目的:与MSTP相同,但实现方式不同,直接基于VLAN计算生成树,无中间映射机制。 QQ_1732704021551.png
  • 工作原理
    • 有设备角色与端口角色之分,端口状态相同,选举规则相同。
    • BID(桥标识符)由桥优先级、VLAN ID和桥MAC地址组成。
    • 通信目的地址:0100-0CCC-CCCD。
    • 支持P/A协商。

6. P/A协商过程

  • 过程
    1. 设备初始时都认为自己是根桥,发送自己为根的报文,端口类型为DP(指定端口)。
    2. 收到对端STP报文后开始协商:
      • 根桥端继续发送自己为根的STP报文。
      • 非根端发送自己为非根的STP报文,并阻塞所有非边缘端口。
      • 非根端收到根桥端的STP报文后,打开之前阻塞的端口,并将连接根桥的端口改为根端口。
      • 根桥端收到非根端的确认报文后,认为协商完成,确认本地端口为转发状态的指定端口。
  • 增强协商与普通协商的区别
    • 增强协商(需四个报文):根桥端必须发送同意报文,非根端的根端口才能转发;根桥端必须收到非根端的同意报文,才能将下行指定端口设置为转发状态。
    • 普通协商(需三个报文,有临时环路风险):非根端收到根桥端的第一个STP报文即可将上行端口设置为转发状态的根端口;根桥端收到非根端的同意报文即可将下行指定端口设置为转发状态。

7. 网络中其他的防环协议

  • RRPPSEPERPS等也是网络中常用的防环协议。