MSTP原理与案例配置

1.前因：RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但在划分VLAN的网络中运行RSTP/STP，局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，被阻塞后的链路将不承载任何流量，无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，导致链路带宽利用率、设备资源利用率较低
 


2.MSTP兼容STP和RSTP，通过建立多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份

3.MSTP可以将一个或多个VLAN映射到一个Instance（实例），再基于Instance计算生成树，映射到同一个Instance的VLAN共享同一棵生成树

4.MST Region：
 A.（Multiple Spanning Tree Region，多生成树域），也可简称MST域MSTP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
 B.一个局域网可以存在多个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设备划分在同一个MST域内。
 C.MSTP网络中包含1个或多个MST域，每个MST域中包含一个或多个多生成树实例
 


5.CST
 A.CST（Common Spanning Tree，公共生成树）
 B.是连接交换网络内所有MST域的一棵生成树
 C.如果把每个MST域看作是一个节点，CST就是这些节点通过生成树协议计算生成的一棵生成树

6.MSTP的端口角色
 A.根端口、指定端口、Alternate端口、Backup端口、Master端口、域边缘端口和边缘端口
  1.根端口:在非根桥上，离根桥最近的端口是本交换设备的根端口,根端口负责向树根方向转发数据
  2.指定端口:对一台交换设备而言，它的指定端口是向下游交换设备转发BPDU报文的端口
  3.Alternate端口从配置BPDU报文发送角度来看，Alternate端口就是由于学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。
  从用户流量角度来看，Alternate端口提供了从指定桥到根的另一条可切换路径，作为根端口的备份端口
  4.Backup端口:从配置BPDU报文发送角度来看，Backup端口就是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。
  从用户流量角度来看，Backup端口作为指定端口的备份，提供了另外一条从根节点到叶节点的备份通路
  5.Master端口:是MST域和总根相连的所有路径中最短路径上的端口，它是交换设备上连接MST域到总根的端口。
  Master端口是域中的报文去往总根的必经之路。
  Master端口是特殊域边缘端口，Master端口在CIST上的角色是Root Port，在其它各实例上的角色都是Master端口
  6.域边缘端口:是指位于MST域的边缘并连接其它MST域或SST的端口
  7.边缘端口:如果指定端口位于整个域的边缘，不再与任何交换设备连接，这种端口叫做边缘端口。
  边缘端口一般与用户终端设备直接连接

7.MSTP的端口状态
MSTP定义的端口状态与RSTP协议中定义相同

8.MSTP工作原理：
8.1 MSTP拓扑计算：
 A.MSTP可以将整个二层网络划分为多个MST域，各个域之间通过计算生成CST，域内生成IST，CST和IST构成了整个交换设备网络的CIST。
 域内还可以基于实例计算生成多棵生成树，每棵生成树都被称为是一个MSTI
8.2 CIST计算【总生成树】
 经过比较MST BPDU消息后，在整个网络中选择一个优先级最高的交换设备作为CIST的树根，即总根。
 在每个MST域内，MSTP通过计算生成IST；同时MSTP将每个MST域作为单台交换设备对待，通过计算在MST域间生成CST。CST和IST构成了整个交换设备网络的CIST
 

8.3 MSTI计算
 在MST域内，MSTP根据VLAN和生成树实例的映射关系，针对不同的VLAN生成不同的生成树实例。
 每棵生成树独立进行计算，计算过程与STP计算生成树的过程类似
8.4 MSTP网络数据转发
 在运行MSTP协议的网络中，一个VLAN报文将沿着如下路径进行转发：
 a.在MST域内，沿着其对应的MSTI转发
 b.在MST域间，沿着CST转发