MSTP配置Word文档格式.docx
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只有配置得当，才能得到最佳的方案。
6.RSTP协议完全向下兼容802.1DSTP协议，除了和传统的STP协议一样具有避免回路、提供冗余链路的功能外，最主要的特点就是“快”。
如果一个局域网内的网桥都支持RSTP协议且管理员配置得当，一旦网络拓朴改变而要重新生成拓朴树只需要不超过1秒的时间（传统的STP需要大约50秒）。
7.在无线设备上，只能在AC上和工作在胖模式下的AP上使能STP功能。
2.16.1.1.2BridgeProtocolDataUnits（简写为BPDU）：
8.要生成一个稳定的树型拓朴网络需要依靠以下元素：
11.⏹每个网桥拥有的唯一的桥ID（BridgeID），由桥优先级和Mac地址组合而成。
12.⏹网桥到根桥的路径花费（RootPathCost），以下简称根路径花费。
13.⏹每个端口ID（PortID），由端口优先级和端口号组合而成。
9.网桥之间通过交换BPDU（BridgeProtocolDataUnits，网桥协议数据单元）帧来获得建立最佳树形拓朴结构所需要的信息。
这些帧以组播地址01-80-C2-00-00-00（十六进制）为目的地址。
10.每个BPDU由以下这些要素组成：
14.⏹RootBridgeID（本网桥所认为的根桥ID）。
15.⏹RootPathCost（本网桥的根路径花费）。
16.⏹BridgeID（本网桥的桥ID）。
17.⏹MessageAge（报文已存活的时间）
18.⏹PortID（发送该报文端口的ID）。
11.Forward-DelayTime、HelloTime、Max-AgeTime三个协议规定的时间参数。
12.其他一些诸如表示发现网络拓朴变化、本端口状态的标志位。
13.当网桥的一个端口收到高优先级的BPDU（更小的BridgeID，更小的RootPathCost等），就在该端口保存这些信息，同时向所有端口更新并传播这些信息。
如果收到比自己低优先级的BPDU，网桥就丢弃该信息。
14.这样的机制就使高优先级的信息在整个网络中传播开，BPDU的交流就有了下面的结果：
19.⏹网络中选择了一个网桥为根桥（RootBridge）。
20.⏹除根桥外的每个网桥都有一个根口（RootPort），即提供最短路径到RootBridge的端口。
21.⏹每个网桥都计算出了到根桥（RootBridge）的最短路径。
22.⏹每个LAN都有了指派网桥（DesignatedBridge），位于该LAN与根桥之间的最短路径中。
指派网桥和LAN相连的端口称为指派端口（DesignatedPort）。
23.⏹根口（Rootport）和指派端口（DesignatedPort）进入Forwarding状态。
24.⏹其他不在生成树中的端口就处于Discarding状态
3.16.1.1.3BridgeID
15.按IEEE802.1W标准规定，每个网桥都要有单一的网桥标识（BridgeID），生成树算法中就是以它为标准来选出根桥（RootBridge）的。
BridgeID由8个字节组成，后6个字节为该网桥的mac地址，前2个字节如果下表所示，前4bit表示优先级（Priority），后8bit表示SystemID，为以后扩展协议而用，在RSTP中该值为0，因此给网桥配置优先级就要是4096的倍数。
Bit位
值
Priorityvalue
16
32768
15
16384
14
8192
13
4096
SystemID
12
2048
11
1024
10
512
9
256
8
128
7
64
6
32
5
4
3
2
1
4.16.1.1.4Spanning-TreeTimers（生成树的定时器）
16.以下描述影响到整个生成树性能的三个定时器。
25.⏹Hellotimer：
定时发送BPDU报文的时间间隔。
26.⏹Forward-Delaytimer：
端口状态改变的时间间隔。
当RSTP协议以兼容STP协议模式运行时，端口从Listening转变向Learning，或者从Learning转向Forwarding状态的时间间隔。
27.⏹Max-Agetimer：
BPDU报文消息生存的最长时间。
当超出这个时间，报文消息将被丢弃。
5.16.1.1.5PortRolesandPortStates
17.每个端口都在网络中有扮演一个角色（PortRole），用来体现在网络拓朴中的不同作用。
28.⏹Rootport：
提供最短路径到根桥（RootBridge）的端口。
29.⏹Designatedport：
每个LAN的通过该口连接到根桥。
30.⏹Alternateport：
根口的替换口，一旦根口失效，该口就立该变为根口。
31.⏹Backupport：
DesignatedPort的备份口，当一个网桥有两个端口都连在一个LAN上，那么高优先级的端口为DesignatedPort，低优先级的端口为BackupPort。
32.⏹Disableport：
当前不处于活动状态的口，即OperationState为Down的端口都被分配了这个角色。
18.以下为各个端口角色的示意图1、2、3：
19.R=RootPortD=DesignatedPortA=AlternatePortB=BackupPort
20.在没有特别说明情况下，端口优先级从左到右递减。
21.
22.
23.每个端口有三个状态（PortState）来表示是否转发数据包，从而控制着整个生成树拓朴结构。
33.⏹Discarding：
既不对收到的帧进行转发，也不进行源Mac地址学习。
34.⏹Learning：
不对收到的帧进行转发，但进行源Mac地址学习，这是个过渡状态。
35.⏹Forwarding：
既对收到的帧进行转发，也进行源Mac地址的学习。
24.对一个已经稳定的网络拓朴，只有RootPort和DesignatedPort才会进入Forwarding状态，其它端口都只能处于Discarding状态。
6.16.1.1.6网络拓朴树的生成（典型应用方案）
25.现在就可以说明STP、RSTP协议是如何把杂乱的网络拓朴生成一个树型结构了。
如下图4所示，假设SwitchA、B、C的bridgeID是递增的，即SwitchA的优先级最高。
A与B间是千兆链路，A和C间为百兆链路，B和C间为十兆链路。
SwitchA做为该网络的骨干设备，对SwitchB和SwitchC都做了链路冗余，显然，如果让这些链路都生效是会产生广播风暴的。
26.
27.而如果这三台Switch都打开了SpanningTree协议，它们通过交换BPDU选出根桥（RootBridge）为SwitchA。
SwitchB发现有两个端口都连在SwitchA上，它就选出优先级最高的端口为RootPort，另一个端口就被选为AlternatePort。
而SwitchC发现它既可以通过B到A，也可以直接到A，但由于设备通过计算发现：
就算通过B到A的链路花费（PathCost）也比直接到A的低（各种链路对应的链路花费请查表），于是SwitchC就选择了与B相连的端口为Rootport，与A相连的端口为Alternateport。
都选择好端口角色（PortRole）了，就进入各个端口相应的状态了，于是就生成了相应的图5。
28.
29.如果SwitchA和SwitchB之间的活动链路出了故障，那备份链路就会立即产生作用，于是就生成了相应的图6。
30.
31.如果SwitchB和SwitchC之间的链路出了故障，那SwitchC就会自动把Alternateport转为Rootport，就生成了图7的情况。
32.
7.16.1.1.7RSTP的快速收敛
33.现在开始介绍RSTP所特有的功能，即能让端口“快速”的Forwarding。
34.STP协议是选好端口角色（PortRole）后等待30秒（为2倍的Forward-DelayTime，Forward-DelayTime可配置，默认为15秒）再Forwarding的，而且每当拓朴发生变化后，每个网桥重新选出的RootPort和DesignatedPort都要经过30秒再Forwarding，因此要等整个网络拓朴稳定为一个树型结构就大约需要50秒。
35.而RSTP端口的Forwarding过程就大不一样了，如图8所示，SwitchA发送RSTP特有“Proposal”报文，SwitchB发现SwitchA的优先级比自身高，就选SwitchA为根桥，收到报文的端口为RootPort，立即Forwarding，然后从RootPort向SwitchA发送“Agree”报文。
SwitchA的DesignatedPort得到“同意”，也就Forwarding了。
然后SwitchB的DesignatedPort又发送“Proposal”报文依次将生成树展开。
因此在理论上，RSTP是能够在网络拓朴发生变化的一瞬间恢复网络树型结构，达到快速收敛。
36.
注意
以上的“握手”过程是有条件的，就是端口间必须是“Point-to-pointConnect（点对点连接）”。
为了让设备发挥最大的功效，最好不要使设备间为非点对点连接。
37.本章中除图9外，其它示意图均为“点对点连接”，以下列出了“非点对点连接”的范例图。
38.非点对点连接范例：
39.
40.
41.另外、下图为“点对点”连接，请用户注意区分
42.
8.16.1.1.8RSTP与STP的兼容
43.RSTP协议可以与STP协议完全兼容，RSTP协议会根据收到的BPDU版本号来自动判断与之相连的网桥是支持STP协议还是支持RSTP协议，如果是与STP网桥互连就只能按STP的Forwarding方法，过30秒再Forwarding，无法发挥RSTP的最大功效。
44.另外，RSTP和STP混用还会遇到这样一个问题。
如图12所示，SwitchA是支持RSTP协议的，SwitchB只支持STP协议，它们俩互连，SwitchA发现与它相连的是STP桥，就发STP的BPDU来兼容它。
但后来如果换了台SwitchC，它支持RSTP协议，但SwitchA却依然在发STP的BPDU，这样使SwitchC也认为与之互连的是STP桥了，结果两台支持RSTP的设备却以STP协议来运行，大大降低了效率。
45.为此RSTP协议提供了Protocol-migration功能来强制发RSTPBPDU（这种情况下，对端网桥必须支持RSTP），这样SwitchA强制发了RSTPBPDU，SwitchC就发现与之互连的网桥是支持RSTP的，于是两台设备就都以RSTP协议运行了，如图13。
46.ProtocolMigration
47.
48.
2.16.1.2MSTP概述
49.本设备支持MSTP，MSTP是在传统的STP、RSTP的基础上发展而来的新的生成树协议，本身就包含了RSTP的快速FORWARDING机制。
50.由于传统的生成树协议与Vlan没有任何联系，因此在特定网络拓朴下就会产生以下问题：
51.如图14所示，设备A、B在Vlan1内，设备C、D在Vlan2内，然后连成环路。
52.
53.若从设备A依次通过设备C、D到达B的链路花费比从设备A直接到B的链路花费更少的情况下，会造成把设备A和B间的链路给DISCARDING（如图15所示）。
由于设备C、D不包含Vlan1，无法转发Vlan1的数据包，这样设备A的Vlan1就无法与设备B的Vlan1进行通讯。
54.
55.为了解决这个问题，MSTP就产生了，它可以把一台设备的一个或多个Vlan划分为一个Instance，有着相同Instance配置的设备就组成一个域（MSTRegion），运行独立的生成树（这个内部的生成树称为IST，InternalSpanning-tree）；
这个MSTregion组合就相当于一个大的设备整体，与其他MSTRegion再进行生成树算法运算，得出一个整体的生成树，称为CST（CommonSpanningTree）。
56.按这种算法，以上网络就可以在MSTP算法下形成图16的拓朴：
设备A和B都在MSTPRegion1内，MSTPRegion1没能环路产生，所以没有链路DISCARDING，同理MSTPRegion2的情况也是一样的。
然后Region1和Region2就分别相当于两个大的设备，这两台“设备”间有环路，因此根据相关配置选择一条链路DISCARDING。
57.
58.这样，既避免了环路的产生，也能让相同Vlan间的通讯不受影响。
1.16.1.2.1如何划分MSTPRegion
59.根据以上描述，很明显，要让MSTP产生应有的作用，首先就要合理地划分MSTPRegion，相同MSTPRegion内的设备“MST配置信息”一定要相同。
60.MST配置信息包括：
36.⏹MST配置名称（Name）：
最长可用32个字节长的字符串来标识MSTPRegion。
37.⏹MSTRevisionNumber：
用一个16bit长的修正值来标识MSTPRegion。
38.⏹MSTInstance—vlan的对应表：
每台设备都最多可以创建64个Instance（id从1到64），Instance0是强制存在的，所以系统总共支持65个Instance。
用户还可以按需要分配1-4094个Vlan属于不同的Instance（0－64），未分配的Vlan缺省就属于Instance0。
这样，每个MSTI（MSTInstance）就是一个“Vlan组”，根据BPDU里的MSTI信息进行MSTI内部的生成树算法，不受CIST和其他MSTI的影响。
61.可在用spanning-treemstconfiguration全局配置命令进入“MST配置模式”配置以上信息。
62.MSTPBPDU里附带以上信息，如果一台设备收到的BPDU里的MST配置信息和自身的一样，就会认为该端口上连着的设备和自已是属于同一个MSTRegion，否则就认为是从另外一个Region来的。
说明
建议在关闭MSTP模式后配置Instance—vlan的对应表，配置好后再打开MSTP，以保证网络拓朴的稳定和收敛。
2.16.1.2.2MSTPregion内的生成树（IST）
63.划分好MSTPRegion后，每个Region里就按各个Instance所设置的BridgePriority、PortPriority等参数选出各个Instance独立的RootBridge，以及每台设备上各个端口的PortRole，然后就PortRole指定该端口在该Instance内是FORWARDING还是DISCARDING的。
64.这样，经过MSTPBPDU的交流，IST（InternalSpanningTree）就生成了，而各个Instance也独立的有了自己的生成树（MSTI），其中Instance0所对应的生成树与CST共同称为CIST（CommonInstanceSpanningTree）。
也就是说，每个Instance都为各自的“vlan组”提供了一条单一的、不含环路的网络拓朴。
65.如下图所示，在Region 1内，设备A、B、C组成环路。
66.在CIST（Instance0）中，如图17，因A的优先级最高，被选为RegionRoot，再根据其他参数，把A和C间的链路给DISCARDING。
因此，对Instance0的“Vlan组”来说，只有A到B、B到C的链路可用，打断了这个“Vlan组”的环路。
67.
68.而对MSTI1（Instance1）来说，如图18，B的优先级最高，被选为RegionRoot，再根据其他参数，把B和C间的链路给DISCARDING。
因此，对Instance1的“Vlan组”来说，只有A到B、A到C的链路可用，打断了这个“Vlan组”的环路。
69.
70.而对MSTI2（Instance2）来说，图19，C的优先级最高，被选为RegionRoot，再根据其他参数，把A和B间的链路给DISCARDING。
因此，对Instance2的“Vlan组”来说，只有B到C、A到C的链路可用，打断了这个“Vlan组”的环路。
71.
72.用户在这里要注意的是MSTP协议本身不关心一个端口属于哪个Vlan，所以用户应该根据实际的Vlan配置情况来为相关端口配置对应的PathCost和Priority，以防MSTP协议打断了不该打断的环路。
3.16.1.2.3MSTPregion间的生成树（CST）
73.每个MSTPregion对CST来说可以相当于一个大的设备整体，不同的MSTPRegion也生成一个大的网络拓朴树，称为CST（CommonSpanningTree）。
如图20所示，对CST来说，BridgeID最小的设备A被选为整个CST的根（CSTRoot），同时也是这个Region内的CISTRegionalRoot。
在Region2中，由于设备B到CSTRoot的RootPathCost最短，所以被选为这个Region内的CISTRegionalRoot。
同理，Region3选设备C为CISTRegionalRoot。
74.
75.CISTRegionalRoot不一定是该Region内BridgeID最小的那台设备，它是指该Region内到CSTRoot的RootPathCost最小的设备。
76.同时，CISTRegionalRoot的RootPort对MSTI来说有了个新的PortRole，为“Masterport”，作为所有Instance对外的“出口”，它对所有Instance都是FORWARDING的。
为了使拓朴更稳定，我们建议每个Region对CSTRoot的“出口”尽量只在该Region的一台设备上!
4.16.1.2.4HopCount
77.IST和MSTI已经不用MessageAge和MaxAge来计算BPDU信息是否超时，而是用类似于IP报文TTL的机制来计算，它就是HopCount。
78.可以用spanning-treemax-hops全局配置命令来设置。
在Region内，从RegionRootBridge开始，每经过一个设备，HopCount就会减1，直到为0则表示该BPDU信息超时，设备收到Hops值为0的BPDU就要丢弃它。
79.为了和Region外的STP、RSTP兼容，MSTP依然保留了MessageAge和MaxAge的机制。
5.16.1.2.5MSTP和RSTP、STP协议的兼容
80.对STP协议来说，MSTP会像RSTP那样发STPBPDU来兼容它，详细情况请参考“RSTP与STP的兼容”章节。
81.而对RSTP协议来说，本身会处理MSTPBPDU中CIST的部分，因此MSTP不必专门的发RSTPBPDU以兼容它。
82.每台运行STP或RSTP协议的设备都是单独的一个Region，不与任何一个设备组成同一个Region。
2.16.2MSTP可选特性概述
39.⏹理解PortFast
40.⏹理解BPDUGuard
41.⏹理解BPDUFilter
42.⏹理解Tc-protection
43.⏹理解TCGuard
44.⏹理解BPDU源MAC检查
45.⏹理解BPDU非法长度过滤
46.⏹理解边缘口的自动识别
47.⏹理解ROOTGuard功能
48.⏹理解LOOPGuard功能
1.16.2.1理解PortFast
83.如果设备的端口直连着网络终端，那么就可以设置该端口为PortFast，端口直接Forwarding，这样可免去端口等待Forwarding的过程（如果不配置PortFast的端口，就要等待30秒Forwarding）。
下图表示了一个设备的哪些端口可以配置为PortFastenable。
84.
85.如果在设了PortFast的端口中还收到BPDU，则它的PortFastOperationalState为Disabled。
这时该端口会按正常的STP算法进行Forwarding。
2.16.2.2理解BPDUGuard
86.BPDUGuard既能全局的enable，也能针对单个Interface进行enable。
这两者有些细小的差别。
87.可以在全局模式中用spanning-treeportfastbpduguarddefault命令打开全局的BPDUGuardenabled状态，在这种状态下，如果某个Interface打开了PortFast，或该接口自动识别为边缘口，而该Interfa
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