0x0 why MSTP

RSTP和STP都有以下缺点:

  • 树只有一颗，浪费了冗余链路的带宽
  • 可能使用次优路径
    • 绕远路，走次优的路径

0x1 how MSTP

0x1.1 MSTP的前身———PVST

CISCO ——— no span vlan 1

  • 每个vlan一颗独立的生成树，每个vlan都是独立进行破环；所有vlan一起看，每条链路被利用了
  • 每个交换机可以用命令指定它再不同vlan内的stp优先级，让它不走次优路径

特点:
每个vlan独立的进行生成树的计算和破环，可以更改优先级

缺陷:
生成树太多
每个根网桥都在持续的发送BPDU，浪费带宽

  • 改进方式:不需要一个vlan一棵树，可以将多颗重复的数合在一起，节省选举，维护，收敛的开销

0x1.2 MSTP单区域与多区域

MSTP分为单区域与多区域

单区域:

  • 要求:交换机须在同一个域
    • 域名、修订号、vlan与实例(数)映射关系 相同才能算在一个mstp域中
  • 在单区域内分为 IST、MIST
    • IST：实例0
    • MSTI 1 : 实例1 额外创的
    • MSTI 2 : 实例2 一个MSTI可以包含多个vlan,一个vlan只能属于一个MSTI
  • 单区域内会对每个实例进行选举(参考RSTP),为每个实例生成一颗树
  • 与PVST的区别:PVST每个vlan一棵树,MSTP一个实例一颗树,一个实例可以包含多个vlan(从而避免了带宽浪费)

多区域:

  • 多个单区域MSTP构成多区域MSTP
  • 在多区域中存在CST、CIST
    • CST:公共生成树,连接整个MSTP网络内所有MST域的一棵单生成树(只有一颗)
    • CIST:公共和内部生成树,连接整个MSTP网络内所有交换机的单生成树,由IST和CST共同构成
  • CST是连接交换网络中所有MST域的单生成树，而CIST则是连接交换网络内的所有交换机的单生成树

0x1.3 根域与总根

  • 在MSTP网络中，每MST域都有一个特殊的IST实例，以及许多MSTI实例，域根分为IST域根和MSTI域根。
    • IST域根
      1. 先选举出一个MST域中的IST的域根(每个交换机的实例树0进行BPDU的比较，比出一个最小ID)
      2. 将域根的网桥ID作为CST的网桥ID
      3. 每个区域的CST进行选举，选出一个BPDU最优的CST作为总根
      4. 每个MST域中距离总根最近的交换机再被选为IST域根
    • MSTI的域根
      1. 每个对应生成树实例的树根，域中不同的MSTI有各自的域根。
  • 总根是CIST生成树的根桥，通常是交换网络中最上层的交换机，上图中的总根是A0域中的IST生成树的根，一个MSTP网络只有一个总根

0x1.4 MSTP向量比较规则

  • 从上往下，类似BPUD的比较

0x1.5 MSTP拓扑变化处理

  • 在MSTP中检测拓扑是否发生了变化的标准是根据–个非边缘端口的状态是否迁移到Forwarding状态，如果是迁移到了Forwarding状态，则会发生拓扑变化。
  • 处理过程
    • 本交换机
      1. 为本交换机的所有非边缘指定端口启动一个TC While Timer（该计时器值是Hello Time的两倍），并在这个时间内，清空这些端口上学来的MAC地址。如果是根端口上有状态变化，则启动根端口。
      2. 发生状态变化的这些端口向外发送TC BPDU，其中的TC置位，直到TC While Timer超时。根端口总是要发送这种TC BPDU。
    • 其他交换机接收到TC BPDU
      1. 清空所有端口学来的MAC地址，收到TC BPDU的端口除外。
      2. 为所有自己的非边缘指定端口和自己的根端口启动TC While计时器，重复上述过程。

0x2 what MSTP

  • 多生成树协议，向下兼容RSTP，IEEE802.1s