MSTP理論01-背景及概念

MSTP理論01-背景及概念

MSTP出現背景：
1）、STP：收斂慢，只有一顆樹，沒法作VLAN間數據流量的負載均衡，帶寬浪費。
2）、RSTP：收斂快，只有一顆樹，沒法作VLAN間數據流量的負載均衡，帶寬浪費。
3）、MSTP：收斂快，能夠有多顆樹，能作不通VLAN的選路，能作流量的負載均衡，帶寬利用率高。

MSTP 兼容 STP和 RSTP，既能夠快速收斂，又提供了數據轉發的多個冗餘路徑，在數據轉發過程當中實現 VLAN 數據的負載均衡。經過 MSTP 把一個交換網絡劃分紅多個域，每一個域內造成多棵生成樹，生成樹之間彼此獨立。每棵生成樹叫作一個多生成樹實例 MSTI（Multiple Spanning Tree Instance），每一個域叫作一個 MST域（MST Region： Multiple Spanning Tree Region）。

---

MSTP 基本概念：
一、 MSTP 的網絡層次
MSTP 網絡中包含 1 個或多個 MST 域（MST Region），每一個 MST Region 中包含一個或多個 MSTI。組成 MSTI 的是運行 STP/RSTP/MSTP 的交換設備， MSTI 是全部運行STP/RSTP/MSTP 的交換設備經 MSTP 協議計算後造成的樹狀網絡。

---

二、 MST 域（MST Region）
MST 域是多生成樹域（Multiple Spanning Tree Region），由交換網絡中的多臺交換設備以及它們之間的網段所構成。同一個 MST 域的設備具備下列特色：
1）、都啓動了 MSTP；
2）、具備相同的域名；
3）、具備相同的 VLAN 到生成樹實例映射配置；
4）、具備相同的 MSTP 修訂級別配置。
一個局域網能夠存在多個 MST 域，各 MST 域之間在物理上直接或間接相連。用戶能夠經過 MSTP配置命令把多臺交換設備劃分在同一個 MST 域內。

---

三、 域根；
1）、域根（Regional Root）分爲 IST（Internal Spanning Tree）域根和 MSTI 域根。
2）、IST 生成樹中距離總根（CIST Root）最近的交換設備是 IST 域根。
3）、一個 MST 域內能夠生成多棵生成樹，每棵生成樹都稱爲一個 MSTI。 MSTI 域根是每一個多生成樹實例的樹根；域中不一樣的 MSTI 有各自的域根。
4）、MSTI 之間彼此獨立， MSTI 能夠與一個或者多個 VLAN 對應。 但一個 VLAN 只能與一個 MSTI 對應。

---

四、主橋
主橋（Master Bridge）也就是 IST Master，它是域內距離總根最近的交換設備，若是總根在 MST 域中，則總根爲該域的主橋。

---

五、總根
總根是 CIST（Common and Internal Spanning Tree）的根橋。
1）、CST：公共生成樹 CST（Common Spanning Tree）是鏈接交換網絡內全部 MST 域的一棵生成樹。若是把每一個 MST 域看做是一個節點， CST 就是這些節點經過 STP 或 RSTP 協議計算生成的一棵生成樹。
2）、IST：內部生成樹 IST（Internal Spanning Tree）是各 MST 域內的一棵生成樹。
IST 是一個特殊的 MSTI， MSTI 的 ID 爲 0，一般稱爲 MSTI0。IST 是 CIST 在 MST 域中的一個片斷。
3）、CIST：公共和內部生成樹 CIST 是經過 STP 或 RSTP 協議計算生成的，鏈接一個交換網絡內全部交換設備的單生成樹，全部 MST 域的 IST 加上 CST 就構成一棵完整的生成樹，即 CIST。
4）、SST：構成單生成樹 SST（Single Spanning Tree）有兩種狀況：a、運行 STP 或 RSTP 的交換設備只能屬於一個生成樹；b、MST 域中只有一個交換設備，這個交換設備構成單生成樹。

---

六、端口角色
1）、根端口：在非根橋上，離根橋最近的端口是本交換設備的根端口，根交換設備沒有根端口，根端口負責向樹根方向轉發數據。
2）、指定端口：對一臺交換設備而言，它的指定端口是向下遊交換設備轉發 BPDU 報文的端口。
3）、Alternate 端口：a、從配置 BPDU 報文發送角度來看， Alternate 端口就是因爲學習到其它網橋發送的配置 BPDU 報文而阻塞的端口。 b、從用戶流量角度來看，Alternate 端口提供了從指定橋到根的另外一條可切換路徑，做爲根端口的備份端口。
4）、Backup 端口：a、從配置 BPDU 報文發送角度來看， Backup 端口就是因爲學習到本身發送的配置BPDU 報文而阻塞的端口。 b、從用戶流量角度來看， Backup 端口做爲指定端口的備份，提供了另一條從根節點到葉節點的備份通道。
5）、Master端口：Master 端口是 MST 域和總根相連的全部路徑中最短路徑上的端口，它是交換設備上鍊接 MST 域到總根的端口。Master 端口是域中的報文去往總根的必經之路。Master 端口是特殊域邊緣端口， Master 端口在 CIST 上的角色是 Root Port，在其它各實例上的角色都是 Master 端口。
6）、域邊緣端口：域邊緣端口是指位於 MST 域的邊緣並鏈接其它 MST 域或 SST 的端口。 進行 MSTP 計算時，域邊緣端口在 MSTI 上的角色和 CIST 實例的角色保持一致。即若是邊緣端口在 CIST 實例上的角色是 Master 端口（域和總根相連的全部路徑中最短路徑上的端口），則它在域內全部 MSTI 上的角色也是 Master 端口。
7）、邊緣端口：若是指定端口位於整個域的邊緣，再也不與任何交換設備鏈接，這種端口叫作邊緣端口。邊緣端口通常與用戶終端設備直接鏈接。

---

七、MSTP 的端口狀態
MSTP 定義的端口狀態與 RSTP 協議中定義相同。
1）、discarding：不轉發流量，不學習MAC地址；
2）、learning：不轉發流量，學習MAC地址；（過分狀態）
3）、forwarding：轉發流量，學習MAC地址。