1、技術(shù)介紹 局域網(wǎng)協(xié)議目 錄i目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 MSTP HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 MSTP簡(jiǎn)介 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 STP簡(jiǎn)介 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark7 MSTP簡(jiǎn)介 HYPERLINK l _bookmark7 9技術(shù)介紹 局域網(wǎng)協(xié)議MSTP PAGE 14MSTPMSTP 簡(jiǎn)介STP 簡(jiǎn)介STP 的用途STP（Spanning Tree Pr

2、otocol，生成樹(shù)協(xié)議）是根據(jù) IEEE 協(xié)會(huì)制定的 802.1D 標(biāo)準(zhǔn)建立的，用于在局域網(wǎng)中消除數(shù)據(jù)鏈路層物理環(huán)路的協(xié)議。運(yùn)行該協(xié)議的設(shè)備通過(guò)彼此交互信息發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，并有選擇的對(duì)某些端口進(jìn)行阻塞，最終將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)修剪成無(wú)環(huán)路的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而防止報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中不斷增生和無(wú)限循環(huán)，避免設(shè)備由于重復(fù)接收相同的報(bào)文造成的報(bào)文處理能力下降的問(wèn)題發(fā)生。STP 包含了兩個(gè)含義，狹義的 STP 是指 IEEE 802.1D 中定義的 STP 協(xié)議，廣義的STP 是指包括 IEEE 802.1D 定義的 STP 協(xié)議以及各種在它的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改進(jìn)的生成樹(shù)協(xié)議。STP 的協(xié)議報(bào)文STP 采用的協(xié)議

3、報(bào)文是 BPDU（Bridge Protocol Data Unit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元），也稱(chēng)為配置消息。STP 通過(guò)在設(shè)備之間傳遞 BPDU 來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。BPDU 中包含了足夠的信息來(lái)保證設(shè)備完成生成樹(shù)的計(jì)算過(guò)程。BPDU 在 STP 協(xié)議中分為兩類(lèi)：配置 BPDU（Configuration BPDU）：用來(lái)進(jìn)行生成樹(shù)計(jì)算和維護(hù)生成樹(shù)拓?fù)涞膱?bào)文。TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU）：當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，用來(lái)通知相關(guān)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化的報(bào)文。STP 的基本概念根橋樹(shù)形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，必須要有樹(shù)根，于是 STP 引入了根橋（Root

4、 Bridge）的概念。根橋在全網(wǎng)中只有一個(gè)，而且根橋會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓淖?，因此根橋并不是固定的。網(wǎng)絡(luò)收斂后，根橋會(huì)按照一定的時(shí)間間隔產(chǎn)生并向外發(fā)送配置 BPDU，其它的設(shè)備對(duì)該配置 BPDU 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而保證拓?fù)涞姆€(wěn)定。根端口所謂根端口，是指一個(gè)非根橋的設(shè)備上離根橋最近的端口。根端口負(fù)責(zé)與根橋進(jìn)行通信。非根橋設(shè)備上有且只有一個(gè)根端口。根橋上沒(méi)有根端口。指定橋與指定端口指定橋與指定端口的含義，請(qǐng)參見(jiàn) HYPERLINK l _bookmark1 表 1的說(shuō)明。表1 指定橋與指定端口的含義分類(lèi)指定橋指定端口對(duì)于一臺(tái)設(shè)備而言與本機(jī)直接相連并且負(fù)責(zé)向本機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)配置消息的設(shè)備指定橋向本機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)配置

5、消息的端口對(duì)于一個(gè)局域網(wǎng)而言負(fù)責(zé)向本網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)配置消息的設(shè)備指定橋向本網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)配置消息的端口指定橋與指定端口如 HYPERLINK l _bookmark1 圖 1所示，AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2 分別表示設(shè)備Device A、Device B、Device C的端口。Device A 通過(guò)端口 AP1 向 Device B 轉(zhuǎn)發(fā)配置消息，則 Device B 的指定橋就是 Device A，指定端口就是 Device A 的端口 AP1；與局域網(wǎng) LAN 相連的有兩臺(tái)設(shè)備：Device B 和 Device C，如果 Device B 負(fù)責(zé)向LAN 轉(zhuǎn)發(fā)配置消息，則LAN

6、的指定橋就是Device B，指定端口就是Device B 的 BP2。AP1AP2BP1CP1BP2CP2LANDevice ADevice BDevice C圖1 指定橋與指定端口示意圖 說(shuō)明：根橋上的所有端口都是指定端口。路徑開(kāi)銷(xiāo)路徑開(kāi)銷(xiāo)是 STP 協(xié)議用于選擇鏈路的參考值。STP 協(xié)議通過(guò)計(jì)算路徑開(kāi)銷(xiāo)，選擇較為“強(qiáng)壯”的鏈路，阻塞多余的鏈路，將網(wǎng)絡(luò)修剪成無(wú)環(huán)路的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。STP 的基本原理STP 通過(guò)在設(shè)備之間傳遞 BPDU 來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配置消息中包含了足夠的信息來(lái)保證設(shè)備完成生成樹(shù)的計(jì)算過(guò)程，其中包含的幾個(gè)重要信息如下：根橋 ID：由根橋的優(yōu)先級(jí)和 MAC 地址組成；根

7、路徑開(kāi)銷(xiāo)：到根橋的最短路徑開(kāi)銷(xiāo)；指定橋 ID：由指定橋的優(yōu)先級(jí)和 MAC 地址組成；指定端口 ID：由指定端口的優(yōu)先級(jí)和端口名稱(chēng)組成；配置消息在網(wǎng)絡(luò)中傳播的生存期：Message Age；配置消息在設(shè)備中能夠保存的最大生存期：Max Age；配置消息發(fā)送的周期：Hello Time；端口狀態(tài)遷移的延時(shí)：Forward Delay。 說(shuō)明：為描述方便，在下面的描述及舉例中僅考慮配置消息的其中四項(xiàng)內(nèi)容：根橋 ID（以設(shè)備的優(yōu)先級(jí)表示）；根路徑開(kāi)銷(xiāo)；指定橋 ID（以設(shè)備的優(yōu)先級(jí)表示）；指定端口 ID（以端口名稱(chēng)表示）。STP 算法實(shí)現(xiàn)的具體過(guò)程初始狀態(tài)各臺(tái)設(shè)備的各個(gè)端口在初始時(shí)會(huì)生成以自己為根橋的配

8、置消息，根路徑開(kāi)銷(xiāo)為 0， 指定橋 ID 為自身設(shè)備 ID，指定端口為本端口。最優(yōu)配置消息的選擇各臺(tái)設(shè)備都向外發(fā)送自己的配置消息，同時(shí)也會(huì)收到其它設(shè)備發(fā)送的配置消息。最優(yōu)配置消息的選擇過(guò)程如 HYPERLINK l _bookmark3 表 2所示。表2 最優(yōu)配置消息的選擇過(guò)程步驟內(nèi)容1每個(gè)端口收到配置消息后的處理過(guò)程如下：當(dāng)端口收到的配置消息比本端口配置消息的優(yōu)先級(jí)低時(shí)，設(shè)備會(huì)將接收到的配置消息丟棄，對(duì)該端口的配置消息不作任何處理。當(dāng)端口收到的配置消息比本端口配置消息的優(yōu)先級(jí)高時(shí)，設(shè)備就用接收到的配置消息中的內(nèi)容替換該端口的配置消息中的內(nèi)容。2設(shè)備將所有端口的配置消息進(jìn)行比較，選出最優(yōu)的配置

9、消息。 說(shuō)明：配置消息的比較原則如下：根橋 ID 較小的配置消息優(yōu)先級(jí)高；若根橋 ID 相同，則比較根路徑開(kāi)銷(xiāo)，比較方法為：用配置消息中的根路徑開(kāi)銷(xiāo)加上本端口對(duì)應(yīng)的路徑開(kāi)銷(xiāo)，假設(shè)兩者之和為 S，則 S 較小的配置消息優(yōu)先級(jí)較高；若根路徑開(kāi)銷(xiāo)也相同，則依次比較指定橋 ID、指定端口 ID、接收該配置消息的端口 ID 等，上述值較小的配置消息優(yōu)先級(jí)較高。根橋的選擇網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中所有的 STP 設(shè)備都認(rèn)為自己是“根橋”，根橋 ID 為自身的設(shè)備 ID。通過(guò)交換配置消息，設(shè)備之間比較根橋 ID，網(wǎng)絡(luò)中根橋 ID 最小的設(shè)備被選為根橋。根端口、指定端口的選擇根端口、指定端口的選擇過(guò)程如 HYPER

10、LINK l _bookmark3 表 3所示。表3 根端口和指定端口的選擇過(guò)程步驟內(nèi)容1非根橋設(shè)備將接收最優(yōu)配置消息的那個(gè)端口定為根端口2設(shè)備根據(jù)根端口的配置消息和根端口的路徑開(kāi)銷(xiāo)，為每個(gè)端口計(jì)算一個(gè)指定端口配置消息：根橋ID 替換為根端口的配置消息的根橋ID；根路徑開(kāi)銷(xiāo)替換為根端口配置消息的根路徑開(kāi)銷(xiāo)加上根端口對(duì)應(yīng)的路徑開(kāi)銷(xiāo)；指定橋ID 替換為自身設(shè)備的ID；指定端口ID 替換為自身端口ID。步驟內(nèi)容3設(shè)備使用計(jì)算出來(lái)的配置消息和需要確定端口角色的端口上的配置消息進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行不同的處理：如果計(jì)算出來(lái)的配置消息優(yōu)，則設(shè)備就將該端口定為指定端口，端口上的配置消息被計(jì)算出來(lái)的配置

11、消息替換，并周期性向外發(fā)送；如果端口上的配置消息優(yōu)，則設(shè)備不更新該端口的配置消息并將此端口阻塞，此端口將不再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，只接收但不發(fā)送配置消息。 說(shuō)明：在拓?fù)浞€(wěn)定狀態(tài)，只有根端口和指定端口轉(zhuǎn)發(fā)流量，其它的端口都處于阻塞狀態(tài)， 它們只接收 STP 協(xié)議報(bào)文而不轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)流量。一旦根橋、根端口、指定端口選舉成功，則整個(gè)樹(shù)形拓?fù)渚徒⑼戤吜恕Ｏ旅娼Y(jié)合例子說(shuō)明STP算法實(shí)現(xiàn)的計(jì)算過(guò)程。具體的組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark4 圖 2所示，Device A的優(yōu)先級(jí)為 0，Device B的優(yōu)先級(jí)為 1，Device C的優(yōu)先級(jí)為 2，各個(gè)鏈路的路徑開(kāi)銷(xiāo)分別為 5、10、4。圖2 STP 算

12、法計(jì)算過(guò)程組網(wǎng)圖各臺(tái)設(shè)備的初始狀態(tài)各臺(tái)設(shè)備的初始狀態(tài)如 HYPERLINK l _bookmark4 表 4所示。表4 各臺(tái)設(shè)備的初始狀態(tài)設(shè)備端口名稱(chēng)端口的配置消息Device AAP10，0，0，AP1AP20，0，0，AP2Device BBP11，0，1，BP1BP21，0，1，BP2設(shè)備端口名稱(chēng)端口的配置消息Device CCP12，0，2，CP1CP22，0，2，CP2各臺(tái)設(shè)備的比較過(guò)程及結(jié)果各臺(tái)設(shè)備的比較過(guò)程及結(jié)果如 HYPERLINK l _bookmark5 表 5所示。表5 各臺(tái)設(shè)備的比較過(guò)程及結(jié)果設(shè)備比較過(guò)程比較后端口的配置消息端口 AP1 收到 Device B 的配置消

13、息1，0，1，BP1， Device A 發(fā)現(xiàn)本端口的配置消息0，0，0，AP1 優(yōu)于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丟棄。Device A端口AP2 收到Device C 的配置消息2，0，2，CP1， Device A 發(fā)現(xiàn)本端口的配置消息0，0，0，AP2 優(yōu)于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丟棄。AP1：0，0，0，AP1 AP2：0，0，0，AP2Device A 發(fā)現(xiàn)自己各個(gè)端口的配置消息中根橋和指定橋都是自己，則認(rèn)為自己是根橋，各個(gè)端口的配置消息都不作任何修改，以后周期性的向外發(fā)送配置消息。端口 BP1 收到來(lái)自 Device A 的配置消息0，0，0， AP1，De

14、vice B 發(fā)現(xiàn)接收到的配置消息優(yōu)于本端口的配置消息1，0，1，BP1，于是更新端口 BP1的配置消息。BP1：0，0，0，AP1端口 BP2 收到來(lái)自 Device C 的配置消息2，0，2， CP2，Device B 發(fā)現(xiàn)本端口的配置消息1，0，1， BP2優(yōu)于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丟棄。BP2：1，0，1，BP2Device BDevice B 對(duì)各個(gè)端口的配置消息進(jìn)行比較，選出端口 BP1 的配置消息為最優(yōu)配置消息，然后將端口BP1 定為根端口，它的配置消息不作改變。Device B 根據(jù)根端口 BP1 的配置消息和根端口的路徑開(kāi)銷(xiāo) 5，為 BP2 端口計(jì)算一個(gè)指定端

15、口配置消息0，5，1，BP2。Device B 使用計(jì)算出來(lái)的配置消息0，5，1，BP2 和端口 BP2 上的配置消息進(jìn)行比較，比較的結(jié)果是計(jì)算出來(lái)的配置消息較優(yōu)，則 Device B 將端口BP2 定為指定端口，它的配置消息被計(jì)算出來(lái)的配置消息替換，并周期性向外發(fā)送。根端口 BP1：0，0，0，AP1指定端口 BP2：0，5，1，BP2設(shè)備比較過(guò)程比較后端口的配置消息端口 CP1 收到來(lái)自 Device A 的配置消息0，0，0，AP2，Device C 發(fā)現(xiàn)接收到的配置消息優(yōu)于本端口的配置消息2，0，2，CP1，于是更新端口 CP1的配置消息。CP1：0，0，0，AP2端口CP2 收到來(lái)自

16、Device B 端口BP2 更新前的配CP2：1，0，1，BP2置消息1，0，1，BP2，Device C 發(fā)現(xiàn)接收到的配置消息優(yōu)于本端口的配置消息2，0，2，CP2，于是更新端口 CP2 的配置消息。經(jīng)過(guò)比較：端口 CP1 的配置消息被選為最優(yōu)的配置消息，端根端口 CP1：口 CP1 就被定為根端口，它的配置消息不作改變。0，0，0，AP2將計(jì)算出來(lái)的指定端口配置消息0，10，2，CP2 和端口 CP2 的配置消息進(jìn)行比較后，端口 CP2 轉(zhuǎn)為指定端口，它的配置消息被計(jì)算出來(lái)的配置消息指定端口 CP2：0，10，2，CP2替換。Device C接著端口 CP2 會(huì)收到 Device B 更

17、新后的配置消息0，5，1，BP2，由于收到的配置消息比原配置消息優(yōu)，則 Device C 觸發(fā)更新過(guò)程。同時(shí)端口 CP1 收到 Device A 周期性發(fā)送來(lái)的配置CP1：0，0，0，AP2 CP2：0，5，1，BP2消息，比較后 Device C 不會(huì)觸發(fā)更新過(guò)程。經(jīng)過(guò)比較：端口 CP2 的根路徑開(kāi)銷(xiāo) 9（配置消息的根路徑開(kāi)銷(xiāo)5+端口 CP2 對(duì)應(yīng)的路徑開(kāi)銷(xiāo) 4）小于端口 CP1 的根路徑開(kāi)銷(xiāo) 10（配置消息的根路徑開(kāi)銷(xiāo) 0+端口CP1 對(duì)應(yīng)的路徑開(kāi)銷(xiāo) 10），所以端口 CP2 的配置消息被選為最優(yōu)的配置消息，端口 CP2 就被定為阻塞端口 CP1：0，0，0，AP2根端口，它的配置消息就不

18、作改變。根端口 CP2：將端口 CP1 的配置消息和計(jì)算出來(lái)的指定端口配置消息比較后，端口 CP1 被阻塞，端口配置消息0，5，1，BP2不變，同時(shí)不接收從 Device A 轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，直到新的情況觸發(fā)生成樹(shù)的計(jì)算，比如從 Device B 到Device C 的鏈路 down 掉。經(jīng)過(guò)上表的比較過(guò)程，此時(shí)以Device A為根橋的生成樹(shù)就確定下來(lái)了，形狀如 HYPERLINK l _bookmark6 圖 3所示。圖3 計(jì)算得到的生成樹(shù) 說(shuō)明：為了便于描述，本例簡(jiǎn)化了生成樹(shù)的計(jì)算過(guò)程，實(shí)際的過(guò)程要更加復(fù)雜。STP 的配置消息傳遞機(jī)制當(dāng)網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)，所有的設(shè)備都將自己作為根橋，生成以自己為根

19、的配置消息， 并以 Hello Time 為周期定時(shí)向外發(fā)送。接收到配置消息的端口如果是根端口，且接收的配置消息比該端口的配置消息優(yōu)，則設(shè)備將配置消息中攜帶的 Message Age 按照一定的原則遞增，并啟動(dòng)定時(shí)器為這條配置消息計(jì)時(shí)，同時(shí)將此配置消息從設(shè)備的指定端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。如果指定端口收到的配置消息比本端口的配置消息優(yōu)先級(jí)低時(shí)，會(huì)立刻發(fā)出自己的更好的配置消息進(jìn)行回應(yīng)。如果某條路徑發(fā)生故障，則這條路徑上的根端口不會(huì)再收到新的配置消息，舊的配置消息將會(huì)因?yàn)槌瑫r(shí)而被丟棄，設(shè)備重新生成以自己為根的配置消息并向外發(fā)送，從而引發(fā)生成樹(shù)的重新計(jì)算，得到一條新的通路替代發(fā)生故障的鏈路， 恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性。不

20、過(guò)，重新計(jì)算得到的新配置消息不會(huì)立刻就傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此舊的根端口和指定端口由于沒(méi)有發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?，將仍按原?lái)的路徑繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。如果新選出的根端口和指定端口立刻就開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的話，可能會(huì)造成暫時(shí)性的環(huán)路。STP 定時(shí)器STP 計(jì)算中，需要使用三個(gè)重要的時(shí)間參數(shù)：Forward Delay、Hello Time 和 Max Age。Forward Delay 為設(shè)備狀態(tài)遷移的延遲時(shí)間。鏈路故障會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)重新進(jìn)行生成樹(shù)的計(jì)算，生成樹(shù)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生相應(yīng)的變化。不過(guò)重新計(jì)算得到的新配置消息無(wú)法立刻傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，如果新選出的根端口和指定端口立刻就開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的話，可能會(huì)造成暫時(shí)性的環(huán)路。為此，STP

21、采用了一種狀態(tài)遷移的機(jī)制， 新選出的根端口和指定端口要經(jīng)過(guò) 2 倍的 Forward Delay 延時(shí)后才能進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，這個(gè)延時(shí)保證了新的配置消息已經(jīng)傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Hello Time 用于設(shè)備檢測(cè)鏈路是否存在故障。設(shè)備每隔 Hello Time 時(shí)間會(huì)向周?chē)脑O(shè)備發(fā)送 hello 報(bào)文，以確認(rèn)鏈路是否存在故障。Max Age 是用來(lái)判斷配置消息在設(shè)備內(nèi)保存時(shí)間是否“過(guò)時(shí)”的參數(shù)，設(shè)備會(huì)將過(guò)時(shí)的配置消息丟棄。MSTP 簡(jiǎn)介MSTP 產(chǎn)生的背景STP、RSTP 存在的不足STP 不能快速遷移，即使是在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路或邊緣端口（邊緣端口指的是該端口直接與用戶(hù)終端相連，而沒(méi)有連接到其它設(shè)備或共享網(wǎng)段上

22、），也必須等待2 倍的Forward Delay 的時(shí)間延遲，端口才能遷移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成樹(shù)協(xié)議）是 STP 協(xié)議的優(yōu)化版。其“快速”體現(xiàn)在，當(dāng)一個(gè)端口被選為根端口和指定端口后，其進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的延時(shí)在某種條件下大大縮短，從而縮短了網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到拓?fù)浞€(wěn)定所需要的時(shí)間。 說(shuō)明：RSTP 中，根端口的端口狀態(tài)快速遷移的條件是：本設(shè)備上舊的根端口已經(jīng)停止轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而且上游指定端口已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。RSTP 中，指定端口的端口狀態(tài)快速遷移的條件是：指定端口是邊緣端口或者指定端口與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路相連。如果指定端口是邊緣端口，則指定端口可以直

23、接進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)；如果指定端口連接著點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，則設(shè)備可以通過(guò)與下游設(shè)備握手， 得到響應(yīng)后即刻進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。RSTP 可以快速收斂，但是和 STP 一樣存在以下缺陷：局域網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)橋共享一棵生成樹(shù)，不能按 VLAN 阻塞冗余鏈路，所有 VLAN 的報(bào)文都沿著一棵生成樹(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。MSTP 的特點(diǎn)MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成樹(shù)協(xié)議）可以彌補(bǔ) STP 和 RSTP 的缺陷，它既可以快速收斂，也能使不同 VLAN 的流量沿各自的路徑轉(zhuǎn)發(fā)，從而為冗余鏈路提供了更好的負(fù)載分擔(dān)機(jī)制。MSTP 的特點(diǎn)如下：MSTP 設(shè)置 VLAN 映射表（即 VLAN 和生成

24、樹(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表），把 VLAN 和生成樹(shù)聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)增加“實(shí)例”（將多個(gè) VLAN 整合到一個(gè)集合中）這個(gè)概念，將多個(gè) VLAN 捆綁到一個(gè)實(shí)例中，以節(jié)省通信開(kāi)銷(xiāo)和資源占用率。MSTP 把一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)域，每個(gè)域內(nèi)形成多棵生成樹(shù)，生成樹(shù)之間彼此獨(dú)立。MSTP 將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成為一個(gè)無(wú)環(huán)的樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)，避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無(wú)限循環(huán)，同時(shí)還提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)冗余路徑，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn) VLAN 數(shù)據(jù)的負(fù)載分擔(dān)。MSTP 兼容 STP 和 RSTP。MSTP 的基本概念在 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中的每臺(tái)設(shè)備都運(yùn)行MSTP。下面將結(jié)合圖形解釋MSTP的

25、一些基本概念。CIST：公共和內(nèi)部生成樹(shù)MSTI：多生成樹(shù)實(shí)例區(qū)域A0VLAN 1映射到實(shí)例1 VLAN 2映射到實(shí)例2 其它VLAN映射到CISTBPDUBPDUABCST:公共生成樹(shù)CD區(qū)域D0VLAN 1映射到實(shí)例1，域根為B VLAN 2映射到實(shí)例2，域根為C 其它VLAN映射到CISTBPDU區(qū)域B0VLAN 1映射到實(shí)例1 VLAN 2映射到實(shí)例2 其它VLAN映射到CIST區(qū)域C0VLAN 1映射到實(shí)例1 VLAN 2、3映射到實(shí)例2 其它VLAN映射到CIST圖4 MSTP 的基本概念示意圖MST 域MST 域（Multiple Spanning Tree Regions，多生

26、成樹(shù)域）是由交換網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)設(shè)備以及它們之間的網(wǎng)段所構(gòu)成。這些設(shè)備具有下列特點(diǎn)：都啟動(dòng)了 MSTP；具有相同的域名；具有相同的 VLAN 到生成樹(shù)實(shí)例映射配置；具有相同的 MSTP 修訂級(jí)別配置；這些設(shè)備之間在物理上有鏈路連通。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中的區(qū)域A0，域內(nèi)所有設(shè)備都有相同的MST域配置：域名相同；VLAN 與生成樹(shù)實(shí)例的映射關(guān)系相同（VLAN 1 映射到生成樹(shù)實(shí)例 1，VLAN 2 映射到生成樹(shù)實(shí)例 2，其余 VLAN 映射到 CIST。其中，CIST 即指生成樹(shù)實(shí)例0）；相同的 MSTP 修訂級(jí)別（此配置在圖中沒(méi)有體現(xiàn)）。一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)可以存在多

27、個(gè) MST 域。用戶(hù)可以通過(guò) MSTP 配置命令把多臺(tái)設(shè)備劃分在同一個(gè) MST 域內(nèi)。VLAN 映射表VLAN 映射表是 MST 域的一個(gè)屬性，用來(lái)描述 VLAN 和生成樹(shù)實(shí)例的映射關(guān)系。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，域A0 的VLAN映射表就是：VLAN 1 映射到生成樹(shù)實(shí)例 1，VLAN 2 映射到生成樹(shù)實(shí)例 2，其余VLAN映射到CIST。MSTP就是根據(jù)VLAN映射表來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)的。ISTIST（Internal Spanning Tree，內(nèi)部生成樹(shù)）是 MST 域內(nèi)的一棵生成樹(shù)。IST 和 CST（Common Spanning Tree，公共生成

28、樹(shù)）共同構(gòu)成整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的生成樹(shù) CIST（Common and Internal Spanning Tree，公共和內(nèi)部生成樹(shù)）。IST 是CIST 在 MST 域內(nèi)的片段。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中CIST在每個(gè)MST域內(nèi)都有一個(gè)片段，這個(gè)片段就是各個(gè)域內(nèi)的IST。CSTCST 是連接交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有MST 域的單生成樹(shù)。如果把每個(gè) MST 域看作是一個(gè)“設(shè)備”，CST 就是這些“設(shè)備”通過(guò) STP 協(xié)議、RSTP 協(xié)議計(jì)算生成的一棵生成樹(shù)。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中紅色線條描繪的就是CST。CISTCIST 是連接一個(gè)交換

29、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有設(shè)備的單生成樹(shù)，由 IST 和 CST 共同構(gòu)成。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，每個(gè)MST域內(nèi)的IST加上MST域間的CST就構(gòu)成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的CIST。MSTI一個(gè) MST 域內(nèi)可以通過(guò) MSTP 生成多棵生成樹(shù)，各棵生成樹(shù)之間彼此獨(dú)立。每棵生成樹(shù)都稱(chēng)為一個(gè) MSTI（Multiple Spanning Tree Instance，多生成樹(shù)實(shí)例）。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，每個(gè)域內(nèi)可以存在多棵生成樹(shù)，每棵生成樹(shù)和相應(yīng)的VLAN對(duì)應(yīng)。這些生成樹(shù)就被稱(chēng)為MSTI。域根MST 域內(nèi)IST 和 MSTI 的根橋就是域根。MST

30、 域內(nèi)各棵生成樹(shù)的拓?fù)洳煌?，域根也可能不同。例?HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，區(qū)域D0 中，生成樹(shù)實(shí)例 1 的域根為設(shè)備B，生成樹(shù)實(shí)例 2 的域根為設(shè)備C?？偢偢–ommon Root Bridge）是指 CIST 的根橋。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，總根為區(qū)域A0 內(nèi)的某臺(tái)設(shè)備。域邊界端口域邊界端口是指位于 MST 域的邊緣，用于連接不同 MST 域、MST 域和運(yùn)行 STP的區(qū)域、MST 域和運(yùn)行 RSTP 的區(qū)域的端口。在進(jìn)行MSTP計(jì)算的時(shí)候，域邊界端口在MST實(shí)例上的角色和CIST的角色保持一致， 即如果域邊界端口在C

31、IST上的角色是Master端口，則它在域內(nèi)所有MST實(shí)例上的角色也是Master端口。例如 HYPERLINK l _bookmark8 圖 4中，如果區(qū)域A0 的一臺(tái)設(shè)備和區(qū)域D0 的一臺(tái)設(shè)備的第一個(gè)端口相連，整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的總根位于A0 內(nèi)，則區(qū)域D0 中這臺(tái)設(shè)備上的第一個(gè)端口就是區(qū)域D0 的域邊界端口。端口角色在 MSTP 的計(jì)算過(guò)程中，端口角色主要有根端口、指定端口、Master 端口、Alternate 端口、Backup 端口等。根端口：負(fù)責(zé)向根橋方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的端口。指定端口：負(fù)責(zé)向下游網(wǎng)段或設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的端口。Master 端口：連接 MST 域到總根的端口，位于整個(gè)域到總根的最

32、短路徑上。從 CST 上看，Master 端口就是域的“根端口”（把域看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)）。Master端口在 IST/CIST 上的角色是根端口，在其它各個(gè)實(shí)例上的角色都是 Master 端口。Alternate 端口：根端口和 Master 端口的備份端口。當(dāng)根端口或 Master 端口被阻塞后，Alternate 端口將成為新的根端口或 Master 端口。Backup 端口：指定端口的備份端口。當(dāng)指定端口被阻塞后，Backup 端口就會(huì)快速轉(zhuǎn)換為新的指定端口，并無(wú)時(shí)延的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。當(dāng)開(kāi)啟了 MSTP 的同一臺(tái)設(shè)備的兩個(gè)端口互相連接時(shí)就存在一個(gè)環(huán)路，此時(shí)設(shè)備會(huì)將其中一個(gè)端口阻塞，Backup 端口是被阻塞的那個(gè)端口。端口在不同的生成樹(shù)實(shí)例中可以擔(dān)任不同的角色。邊緣端口MST端口1端口2Master端口A