MSTP理論02-MSTP拓撲計算

MSTP理論02-MSTP報文及拓撲計算

MSTP 使用多生成樹橋協議數據單元 MST BPDU（Multiple Spanning Tree Bridge Protocol Data Unit）做爲生成樹計算的依據。 MST BPDU 報文用來計算生成樹的拓撲、維護網絡拓撲以及傳達拓撲變化記錄。

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一、MSTP 報文格式可配置
目前 MSTP 的 BPDU 報文存在兩種格式：
1）、dot1s： IEEE802.1s 規定的報文格式；
2）、legacy：私有協議報文格式。
若是端口收發報文格式爲默認支持 dot1s 或者 legacy，這樣就存在一個缺點：須要人工識別對端的BPDU 報文格式，而後手工配置命令來決定支持哪一種格式。人工識別報文格式比較困難，且一旦配置錯誤，就有可能致使 MSTP 計算錯誤，出現環路。
華爲技術有限公司採用的端口收發 MSTP 報文格式可配置（stp compliance）功能，可以實現對 BPDU報文格式的自適應：auto、dot1s、legacy。
這樣報文收發不但支持 dot1s 和 legacy 格式，還能經過 auto 方式根據收到的 BPDU 報文格式自動切換端口支持的 BPDU 報文格式，使報文格式與對端匹配。在自適應的狀況下，端口初始支持 dot1s格式，收到報文後，格式則和收到的報文格式保持一致。

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MSTP 拓撲計算
一、MSTP 的基本原理
MSTP 將整個二層網絡劃分爲多個 MST 域，各個域之間經過計算生成 CST。域內則經過計算生成多棵生成樹，每棵生成樹都被稱爲是一個多生成樹實例。其中實例 0 被稱爲 IST，其餘的多生成樹實例爲 MSTI。

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二、優先級向量
MSTI 和 CIST 都是根據優先級向量來計算的，這些優先級向量信息都包含在 MST BPDU 中。各交換設備互相交換 MST BPDU 來生成 MSTI 和 CIST。
1）、參與 CIST 計算的優先級向量爲：
{ 根交換設備 ID，外部路徑開銷，域根 ID，內部路徑開銷，指定交換設備 ID，指定端
口 ID，接收端口 ID }
2）、參與 MSTI 計算的優先級向量爲：
{ 域根 ID，內部路徑開銷，指定交換設備 ID，指定端口 ID，接收端口 ID }
3）、比較原則：
同一貫量比較，值最小的向量具備最高優先級。優先級向量比較原則以下。
a、 首先，比較根交換設備 ID。
b、 若是根交換設備 ID 相同，再比較外部路徑開銷。
c、 若是外部路徑開銷相同，再比較域根 ID。
d、 若是域根 ID 仍然相同，再比較內部路徑開銷。
e、 若是內部路徑仍然相同，再比較指定交換設備 ID。
f、 若是指定交換設備 ID 仍然相同，再比較指定端口 ID。
g、 若是指定端口 ID 還相同，再比較接收端口 ID。

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三、CIST 的計算
通過比較配置消息後，在整個網絡中選擇一個優先級最高的交換設備做爲 CIST 的樹根。在每一個MST 域內 MSTP 經過計算生成 IST；同時 MSTP 將每一個 MST 域做爲單臺交換設備對待，經過計算在 MST 域間生成 CST。 CST 和 IST 構成了整個交換設備網絡的 CIST。

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四、MSTI 的計算
在 MST 域內， MSTP 根據 VLAN 和生成樹實例的映射關係，針對不一樣的 VLAN 生成不一樣的生成樹實例。每棵生成樹獨立進行計算，計算過程與 STP 計算生成樹的過程相似，其中MSTI 有以下特色：
1）、每一個 MSTI 獨立計算本身的生成樹，互不干擾；
2）、每一個 MSTI 的生成樹計算方法與 STP 基本相同；
3）、每一個 MSTI 的生成樹能夠有不一樣的根，不一樣的拓撲；
4）、每一個 MSTI 在本身的生成樹內發送 BPDU；
5）、每一個 MSTI 的拓撲經過命令配置決定；
6）、每一個端口在不一樣 MSTI 上的生成樹參數能夠不一樣；
7）、每一個端口在不一樣 MSTI 上的角色、狀態能夠不一樣。
在運行 MSTP 協議的網絡中，一個 VLAN 報文將沿着以下路徑進行轉發：
1）、在 MST 域內，沿着其對應的 MSTI 轉發；
2）、在 MST 域間，沿着 CST 轉發。

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五、MSTP 對拓撲變化的處理
當檢測到拓撲發生了變化時：
1.首先清空狀態發生變化的端口上學習到的MAC地址。
2.同時在2倍的hello time時間內不斷向非邊緣端口發送TC置位的MST BPDU。
3.其餘設備收到TC置位的MST BPDU後，清空其餘全部端口學習到的MAC地址（除了收到MST BPDU的端口）。同時也會從本身的非邊緣端口和根端口向外泛洪TC置位的MST BPDU。