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mstp多生成树协议原理
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mstp多生成树协议原理
篇一：
mstp是一个多生成树协议
mstp是一个多生成树协议。
mstp的“多生成树”包括两层含义：
一是在一个交换网络中可以基于Vlan划分出多个生成树实例（sti），二是在每个生成树实例中可以包括多个Vlan。
而不是像cisco的pVst、pVst+这样，虽然在整个交换网络中可以基于Vlan划分出多个生成树实例，但是每个生成树实例中仅包括一个Vlan。
所以相对pVst、pVst+来说，mstp更适用于比较大的网络中，划分生成树实例也更灵活，可以根据实际应用需要求来进行。
虽然在整体来看，mstp网络可分为以下层次（如图21-1所示）：
mstp网络
多生成树域mstRegion（multiple
spanningtreeRegion）
多生成树实例msti（multiplespanning
treeinstance）
图21-1mstp的网络层次示意图
而且这三者之间依次是包含关系，即mstp网络包含mst域和msti，mst域又包含msti，因为在一个mstp网络中可以有多个mst域，一个mst域中又可以有多个msti。
1.mst域
mst域（multiplespanningtreeRegions，多生成树域）是由交换网络中的多台交换机以及它们之间的网段构成（在cisco中是叫“mst区域”）。
这
些交换机都启动了mstp、具有相同的域名、相同的Vlan到生成树映射（是一个描述了
Vlan和msti之间映射关系的映射表）配置和相同的mstp修订级别配置，并且物理上有链路连通。
一个局域网中可以存在多个mst域，各mst域之间在物理上直接或间接相连。
用户可以通过mstp配置命令把多台交换机划分在同一个mst域内。
在如图21-1所示的mstp网络中有三个mst域（mst域1、mst域2和mst域3），域内所有交换机（图中每个生成树实例中的每个小圆圈代表一台交换机）都有相同的mst域配置。
2.msti
msti（multiplespanningtreeinstance，多生成树实例）是指mst域内的生成树。
一个mst域内可以通过mstp生成多棵生成树，各棵生成树之间彼此独立。
一个msti可以与一个或者多个Vlan对应，但一个Vlan只能与一个msti对应。
既然是生成树，那就不允许存在环路。
在如图21-2所示的mstp网络（由四台交换机相互串联形成）就形成了三个msti（图中的msti1、msti2、msti3，注意看他们的拓扑，总有一个方向的交换机连接是断开的），每个msti都没有环路。
图21-2msti划分示例
再看一下图21-3所示的示例。
在这个mst域的交换网络中包括了三个Vlan
：
Vlan10
、Vlan20和Vlan30。
这时又该划分成多少个msti呢？
如果我们把Vlan10和Vlan20放进一个msti中，则所得到的拓扑如图21-4的左图所示，明显存在环路；如果把Vlan10和Vlan30放进一个msti中，得到如图21-4的中图所示的拓扑，也明显存在环路；同样如果把Vlan20和Vlan30划分到一个msti中，则拓扑如图21-4的右图所示，也存在环路。
这时，我们只好为每个Vlan单独划分成一个msti，这样得到的每个msti拓扑如图21-5所示，就不存在环路了（注意，虚线所代表的是通过mstp协议配置阻塞的链路），确保每个msti中没有环路出现。
图21-3msti划分示例2
图21-4每个msti放进两个Vlan情况下的生成树拓扑
图21-5每个msti对应一个Vlan的生成树拓扑
在一般的企业网络中，通常是将支持mstp的设备全部划分到一个mst域中，而将不支持mstp的设备划分到另一个mst域中。
对于msti来说，通常是将将具有相同转发路径的Vlan映射到一个msti中，以形成一棵独立的生成树。
3.Vlan映射表
Vlan映射表是mst域的一个属性，用来描述Vlan和msti的映射关系。
在如图21-2所示的mst域示例中，mst域d0包括了以下三个msti的Vlan映射表：
Vlan1映射到msti1
Vlan2和Vlan3映射到msti2
其余Vlan映射到msti0
4.ist
ist（internalspanningtree，内部生成树）是mst域内的一棵生成树，是一个特殊的msti，其mstiid为0，即ist通常称为msti0。
它包括对应mst域中所有互联的交换机。
ist是cist在mst域中的一个片段。
在如图21-6所示的mstp网络中（包括了多个mst域）每个mst域内部用细线连接的各交换机就构成了对应mst域中的ist。
图21-6多mst域的mstp网络示例
5.cst
cst（commonspanningtree，公共生成树）是连接交换网络内所有mst域的单生成树。
如果把每个mst域看作是一台“交换机”，则cst就是这些“交换机”通过stp协议、Rstp协议计算生成的一棵生成树（sst）。
图21-6中用于连接各个mst域的粗线条连接就构成了cst。
6.cist
cist（commonandinternalspanningtree，公共和内部生成树）是通过stp或Rstp协议计算生成的，连接交换网络内所有交换机的单生成树，由ist和cst共同构成。
这里要注意了，上面介绍的cst是连接交换网络中所有mst域的单生成树，而此处的cist则是连接交换网络内的所有交换机的单生成树。
交换网络中的所有mst域的ist和cst一起构成一棵完整的生成树，也就是这里的cist。
在如图21-6所示的mstp网络中，a0、b0、c0、d0四个mst区域中的ist，加上mst域间的cst就是整个交换网络的cist了。
7.sst
构成sst（singlespanningtree，单生成树）有两种情况：
运行stp或Rstp生成树协议的交换机
只能属于一个生成树。
篇二：
mstp多生成树协议
了解多生成树协议（802.1s）
简介
使用mst的位置
pVst+案例
标准802.1q案例
mst案例
mst区域
mst配置和mst区域
区域边界
mst实例
ist实例
msti
常见配置错误
所有端口（中继或接入）上的ist实例都是活动的
两个Vlan映射到同一实例将阻塞相同端口
mst区域和外界之间的交互作用
推荐的配置
备选配置（不推荐）
无效配置
迁移策略
结论
相关信息
简介
多生成树（mst）是从cisco专用多实例生成树协议（mistp）实施得到的ieee标准。
本文档假定读者熟悉快速stp（Rstp）（802.1w），因为mst主要依
有关Rstp（802.1w）的详细信息，请参阅以下文档：
了解快速生成树协议（802.1w）
使用mst的
位置
下图显示了一种常用设计，其特征是接入交换机a带1000个Vlan，这些Vlan冗余连接到两台分布式交换机d1和d2。
在此设置中，用户连接到交换机a，而网络管理员通常根据偶数或奇数Vlan或认为适当的任何其他方案，寻求实现接入交换机上行链路的负载均衡。
以下部分是对此设置使用各种类型的stp的案例示例：
pVst+案例
在cisco每Vlan生成树（pVst+）环境中，可以调整生成树参数，以便在每个上行链路中继上转发半数Vlan。
为轻松实现此目的，请选择网桥d1作为Vlan501至1000的根网桥，选择网桥d2作为Vlan1至500的根网桥。
以下描述对于此配置是正确的：
在此案例中，可以获得最佳负载均衡结果。
为每个Vlan维护一个生成树实例，这意味着只为两个不同的最终逻辑拓扑维护1000个实例。
这严重浪费了网络中所有交换机的cpu周期（除了每个实例发送各自的网桥协议数据单元（bpdu）所用的带宽以外）。
标准802.1q案例
原始ieee802.1q标准不仅仅定义了中继，还定义了许多其他内容。
此标准定义了通用生成树（cst），后者仅假定整个桥接网络运行一个生成树实例，而不考虑Vlan的数量。
如果cst适用于此图的拓扑，则结果将与下图类似：
在运行cst的网络中，以下描述是正确的：
无法实现负载均衡；需要针对所有Vlan阻塞一条上行链路。
可节省cpu；只需计算一个实例。
注意：
cisco实施增强了802.1q以便支持一个pVst。
此功能完全按照本示例中pVst的方式运行。
cisco每Vlanbpdu通过纯802.1q网桥建立隧道。
mst案例
mst（ieee802.1s）组合了pVst+和802.1q的最佳优势。
其观点在于，可以将若干个Vlan映射到数量减少的生成树实例，因为大多数网络不需要太多逻辑拓扑。
在第一个图描述的拓扑中，只有两种不同的最终逻辑拓扑，因此实际上只需要两个生成树实例。
不需要运行1000个实例。
如此图所示，如果将1000个Vlan中的一半映射到不同的生成树实例，则以下描述是正确的：
由于半数Vlan采用一个单独的实例，因此仍然可以实现所需的负载均衡方案。
由于只计算两个实例，因此可以节省cpu。
从技术观点来看，mst是最佳解决方案。
从最终用户的角度来看，与迁移到mst相关联的主要缺点是：
该协议比常见的生成树更复杂，因此需要对员工进行额外培训。
与传统网桥的交互可能是一个难题。
有关详细信息，请参阅本文档的mst区域和外界之间的交互作用部分。
mst区域
如前所述，mst引入的主要增强功能是可以将若干个Vlan映射到单个生成树实例。
这样便会引发一个问题，即如何确定哪个Vlan将与哪个实例相关联。
更准确地讲，如何标记bpdu，以便接收设备识别每个设备适用的实例和Vlan。
该问题在802.1q标准案例中是不相关的，在这一标准中，所有实例都映射到唯一的实例。
在pVst+实施中，该关联如下：
不同的Vlan传输各自实例的bpdu（每个Vlan一个bpdu）。
为解决该问题，ciscomistp为每个实例发送了一个bpdu（包括bpdu负责的Vlan列表）。
如果由于失误，两台交换机的配置不正确，并且同一实例相关的Vlan范围不相同，则协议很难从这种情形中正常恢复。
ieee802.1s委员会采用了更容易且更简单的方法，该方法引入了mst区域。
请设想某个区域相当于边界网关协议（bgp）自治系统，即接受常规管理的一组交换机。
mst配置和mst区域
在网络中运行mst的每台交换机具有由以下三个属性组成的单个mst配置：
1.一个字母数字配置名称（32个字节）
2.配置修订版号（两个字节）
3.一个由4096个元素组成的表，用于将机箱上支持的每个潜在的Vlan（4096个）关联到给定实例若要成为通用mst区域的组成部分，交换机组必须共享相同的配置属性。
网络管理员需要在整个区域中正确传播配置。
当前，此步骤只能通过命令行界面（cli）或简单网络管理协议（snmp）来完成。
由于ieee规范没有明确指出如何完成此步骤，因此可以考虑采用其他方法。
注意：
如果由于任何原因两台交换机的一个或多个配置属性不同，则这两台交换机属于不同的区域。
有关详细信息，请参阅本文档
的区域边界部分。
区域边界
为确保实现Vlan到实例的一致映射，协议必须能够准确识别区域的边界。
为此，在bpdu中包括了区域的特征。
准确的Vlan到实例映射不会在bpdu中传播，因为交换机只需知道它们是否与邻居位于同一区域中。
因此，只会发送Vlan到实例的映射表的摘要，以及修订版号和名称。
交换机收到bpdu后，它将提取该摘要（通过数学函数从Vlan到实例映射表派生的数值），并将该摘要与自己的计算摘要进行比较。
如果两个摘要不相同，则接收到bpdu的端口位于某个区域的边界。
通常而言，如果端口网段上的指定网桥位于不同区域，或者如果端口接收传统802.1dbpdu，则该端口位于某个区域的边界。
在下
图中，b1上的端口位于区域a的边界，而b2和b3上的端口位于区域b的内部：
mst实例
根据ieee802.1s规范，mst网桥必须至少能够处理下面两个实例：
一个内部生成树（ist）
一个或多个多生成树实例（msti）
由于802.1s实际上处于准标准阶段，因此术语将继续不断发展。
这些名称有可能会在802.1s的最终版本中进行更改。
cisco实施支持16个实例：
一个ist（实例0）和15个msti。
ist实例
为清楚地了解ist实例的角色，请记住mst源自ieee。
因此，mst必须能够与基于802.1q的网络交互，这是因为802.1q是另一个ieee标准。
对于802.1q，桥接网络仅实施单个生成树（cst）。
ist实例只是一个在mst区域内扩展cst的Rstp实例。
ist实例接收bpdu并将其发送到cst。
ist可将整个mst区域表示为通向外界的cst虚拟网桥。
以下两个图的功能相当。
注意各个阻塞端口的位置。
在典型的桥接网络中，您期望看到交换机m和b之间的阻塞端口。
除了在d上阻塞之外，您还期望在mst区域中的某个位置由阻塞端口中断第二个循环。
但是由于ist，整个区域显示为一个运行单个生成树（cst）的虚拟网桥。
这样，就可以了解虚拟网桥阻塞b上的替代端口。
而且，该虚拟网桥位于c到d网段，将会导致交换机
d阻塞其端口。
使区域显示为一个虚拟cst网桥的具体机制不在本文档讨论范围内，ieee802.1s规范中对该机制进行了详尽描述。
然而，如果牢记mst
区域的此虚拟
篇三：
生成树mstp
生成树（mstp）
mstp（multi-servicetransferplatform）（基于sdh的多业务传送平台）是指基于sdh平台同时实现tdm、atm、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
多生成树（mst）使用修正的快速生成树协议（Rstp）协议，叫做多生成树协议（mstp）
mstp（multiplespanningtreeprotocol，多生成树协议）
将环路网络修剪成为一个无环的树形网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现Vlan数据的负载均衡。
mstp兼容stp和Rstp，并且可以弥补stp和Rstp的缺陷。
它既可以快速收敛，也能使不同Vlan的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。
特点
zmstp设置Vlan映射表（即Vlan和生成树的对应关系表），把Vlan和生成树联系起来；通过增加“实例”（将多个Vlan整合到一个集合中）这个概念，将多个Vlan捆绑到一个实例中，以节省通信开销和资源占用率。
zmstp把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。
zmstp将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，在数据转发过程中实现Vlan数据的负载分担。
zmstp兼容stp和Rstp
工作原理
mstp可以将传统的sdh复用器、数字交叉链接器（dxc）、wdm终端、网络二层交换机和ip边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于sdh技术的多业务传送平台（mstp），进行统一控制和管理。
基于sdh的mstp最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务，特别是以tdm业务为主的混合业务。
它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，应用于局间或pop间，还适合于大企事业用户驻地。
而且即便对于已敷设了大量sdh网的运营公司，以sdh为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。
所以，它将成为城域网主流技术之一。
这就要求sdh必须从传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台，即融合的多业务节点。
举个形象的例子，sdh设备就好像是一座大桥，以前这座大桥只有一层，只能跑汽车（tdm业务），但后来因为交通需要，将大桥扩建为两层，除了跑汽车之外，还能跑火车（ethernet业务和atm业务），我们就称这样的大桥为mstp平台。
mstp的实现基础是充分利用sdh技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对二层、三层的数据智能支持。
即将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传送层一体化的sdh业务节点，称为融合的网络节点或多业务节点，主要定位于网络边缘。
实验拓扑：
实验步骤：
——所有交换机都要求在一个域内，也就是说这些交换机的mstp配置名，mstp修订版本号，instance和vlan的映射必须一致——
在switch-a上：
switch-a（config）#vlan10/创建vlan10
switch-a（config-vlan）#exit
switch-a（config）#vlan20/创建vlan20
switch-a（config-vlan）#exit
switch-a（config）#spanning-treemstconfiguration/开启mstp生成树协议
switch-a（config-mst）#instance10vlan10/实例10，和vlan10对应
switch-a（config-mst）#instance20vlan20/实例20，和vlan20对应，这里的实例编号，和vlan编号没有关系
switch-a（config）#spanning-treemst0priority4096/配置实例0的优先级为4096
（缺省情况下所有的vlan都是和实例0对应的，实例0是不能别删除的）
（由于实例0是客观存在的，在交换机上配置实例优先级时，注意配置实例0的优先级）
switch-a（config）#spanning-treemst10priority4096/配置实例10，的优先级为4096
switch-a（config）#spanning-treemst20priority8192/配置实例20，的优先级为8192
switch-a（config-mst）#exitswitch-a（config）#interfacerangefas0/23-24/进入23和24口
switch-a（config-if-range）#channel-group1modeon/绑定为一条逻辑链路，链路编号为1链路聚合creatingaport-channelinterfaceport-channel1——创建端口信道接口通道1
switch-a（config）#interfaceport-channel1/进入创建的逻辑链路1中
switch-a（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q/封装802.1q协议，dot1q是vlan的一种封装方式
switch-a（config-if）#switchportmodetrunk/封装为中继（trunk）模式
switch-a（config-if）#exit
switch-a（config）#interfacefas0/1
switch-a（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q
switch-a（config-if）#switchportmodetrunk
switch-a（config-if）#exit
在switch-b上：
switch-b（config）#vlan10/创建vlan10
switch-b（config-vlan）#exit
switch-b（config）#vlan20/创建vlan20
switch-b（config-vlan）#exit
switch-b（config）#spanning-treemstconfiguration/开启mstp生成树协议
switch-b（config-mst）#instance10vlan10/实例10，和vlan10对应
switch-b（config-mst）#instance20vlan20/实例20，和vlan20对应，这里的实例编号，和vlan编号没有关系
switch-b（config）#spanning-treemst0priority8192/配置实例0的优先级为4096
（缺省情况下所有的vlan都是和实例0对应的，实例0是不能别删除的）
（由于实例0是客观存在的，在交换机上配置实例优先级时，注意配置实例0的优先级）
switch-b（config）#spanning-treemst10priority8192/配置实例10，的优先级为4096
switch-b（config）#spanning-treemst20priority4096/配置实例20，的优先级为8192
switch-b（config-mst）#exitswitch-a（config）#interfacerangefas0/23-24进入23和24口
switch-b（config-if-range）#channel-group1modeon/绑定为一条逻辑链路，链路编号为1链路聚合creatingaport-channelinterfaceport-channel1——创建端口信道接口通道1
switch-b（config）#interfaceport-channel1/进入创建的逻辑链路1中
switch-b（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q封装802.1q协议，dot1q是vlan的一种封装方式
switch-b（config-if）#switchportmodetrunk/封装为中继（trunk）模式
switch-b（config-if）#exit
switch-b（config）#interfacefas0/1
switch-b（config-if）#switchporttrunkencapsulationdot1q
switch-b（config-if）#switchportmodetrunk
switch-b（config-if）#exit在switch-c上：
switch-c（config）#vlan10/创建vlan10
switch-c（config-vlan）#exit
switch-c（config）#vlan20/创建vlan20
switch-c（config-vlan）#exit
switch-c（config）#spanning-treemstconfiguration/开启mstp生成树协议
switch-c（config-mst）#instance10vlan10/实例10，和vlan10对应
switch-c（config-mst）#instance20vlan20/实例20，和vlan20对应，这里的实例编号，和vlan编号没有关系switch-c（config）#inter
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