IPv6之MSTP详解

MSTP出现的背景

RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但RSTP和STP还存在同一个缺陷：由于局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，因此无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，链路被阻塞后将不承载任何流量，造成带宽浪费，还有可能造成部分VLAN的报文无法转发。

MSTP基本概念

如图1所示，MSTP网络中包含1个或多个MST域(MST Region)，每个MST Region中包含一个或多个MSTI。组成MSTI的是运行STP/RSTP/MSTP的交换设备，MSTI是所有运行STP/RSTP/MSTP的交换设备经MSTP协议计算后形成的树状网络。

图1 MSTP网络层次示意图

MST域(MST Region)

MST域是多生成树域(Multiple Spanning Tree Region)，由交换网络中的多台交换设备以及它们之间的网段所构成。同一个MST域的设备具有下列特点：

• 都启动了MSTP。
• 具有相同的域名。
• 具有相同的VLAN到生成树实例映射配置。
• 具有相同的MSTP修订级别配置。

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。如图2所示的MST Region D0中由交换设备S1、S2、S3和S4构成，域中有3个MSTI。

图2 MST Region的基本概念示意图

VLAN映射表

VLAN映射表是MST域的属性，它描述了VLAN和MSTI之间的映射关系。

如图2所示，MST域D0的VLAN映射表是：

• VLAN1映射到MSTI1
• VLAN2和VLAN3映射到MSTI2
• 其余VLAN映射到MSTI0

域根

域根(Regional Root)分为IST(Internal Spanning Tree)域根和MSTI域根。

IST域根如图4所示，在B0、C0和D0中，IST生成树中距离总根(CIST Root)最近的交换设备是IST域根。一个MST域内可以生成多棵生成树，每棵生成树都称为一个MSTI。MSTI域根是每个多生成树实例的树根。如图3所示，域中不同的MSTI有各自的域根。

图3 MSTI的基本概念示意图

MSTI之间彼此独立，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。

主桥

主桥(Master Bridge)也就是IST Master，它是域内距离总根最近的交换设备。如图2中的S1。如果总根在MST域中，则总根为该域的主桥。

总根

图4 MSTP网络基本概念示意图

如图4所示，总根是CIST(Common and Internal Spanning Tree)的根桥。总根是区域A0中的某台设备。

CST

公共生成树CST(Common Spanning Tree)是连接交换网络内所有MST域的一棵生成树。如果把每个MST域看作是一个节点，CST就是这些节点通过STP或RSTP协议计算生成的一棵生成树。如图4所示，较粗的线条连接各个域构成CST。

IST

内部生成树IST(Internal Spanning Tree)是各MST域内的一棵生成树。

IST是一个特殊的MSTI，MSTI的ID为0，通常称为MSTI0。

IST是CIST在MST域中的一个片段。

如图4所示，较细的线条在域中连接该域的所有交换设备构成IST。

CIST

公共和内部生成树CIST是通过STP或RSTP协议计算生成的，连接一个交换网络内所有交换设备的单生成树。如图4所示，所有MST域的IST加上CST就构成一棵完整的生成树，即CIST。

SST

构成单生成树SST(Single Spanning Tree)有两种情况：

• 运行STP或RSTP的交换设备只能属于一个生成树。
• MST域中只有一个交换设备，这个交换设备构成单生成树。

如图4所示，B0中的交换设备就是一棵单生成树。