2.12.0 以太网 MSTP多实例生成树（简介、MSTP与RSTP、STP联系、MSTP BPDU格式、MSTP关键名词介绍）

主要参考：华为S2750, S5700, S6700 V200R005(C00&C01&C02&C03) 产品文档 《MSTP基本概念》

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简介

RSTP和STP 共同缺点：

• 一个局域网内所有的vlan共享使用一个生成树，无法在vlan间实现数据流量的负载均衡；
• 链路利用率低，被阻塞的冗余链路不承载任何流量，造成了带宽的浪费，灵活性不够高。

MSTP兼容STP和RSTP，既可以快速收敛，又能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。

MSTP关键名词介绍

1.MST域

MST 域（Multiple Spanning Tree Regions ，多生成树域）是由交换网络中的多台设备以及它们之间的网段所构成。

这些设备具有下列特点：

• 都启动了MSTP（华为设备默认启动且为MSTP模式）：stp enable、stp mode mstp

• 具有相同的域名（默认域名为自己的MAC地址）：region-name huawei

• 具有相同的VLAN 到生成树实例映射配置（默认所有Vlan在实例0中）：instance 1 vlan 10 20

• 具有相同的MSTP 修订级别配置（默认级别0）：revision-level

• 这些设备之间在物理上有链路连通（各交换机之间相连链路需要放行实例中的Vlan）

如图：存在3个MST域

对应命令：[LSW1]stp region-configuration

2.VLAN 映射表

VLAN 映射表是MST 域的一个属性，用来描述VLAN 和生成树实例的映射关系。

如图：右下角的VLAN映射表就是【VLAN 1 映射到生成树MST实例1】、【VLAN 2、3映射到生成树MST实例2】，其余VLAN映射到**MST实例0(默认实例)**中。

MSTP 就是根据VLAN映射表来实现负载分担的。

命令中的：[LSW1-mst-region]instance 1 vlan 10

3.IST 内部生成树树

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

如图：每个MST 域内都有一棵独立的树，如D0中的所有交换设备组成的一颗无环的树，也称IST内部生成树。

4.CST 公共生成树

CST（Common Spanning Tree 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 域看作是一个“设备”，CST 就是这些“设备”通过STP 协议、RSTP 协议计算生成的一棵生成树。

如图：连接所有IST所组成的一个大树，其就是CST公共生成树。

5.CIST 公共和内部生成树

CIST（Common and Internal Spanning Tree 公共和内部生成树） 是连接一个交换网络内所有设备的单生成树，由IST 和CST 共同构成。

如图：CIST即CST+IST=CIST。

6.MSTI 多生成树实例

MSTI（Multiple Spanning Tree Instance ，多生成树实例）每个IST树内可以通过MSTP 生成多棵生成树，各棵生成树之间彼此独立。

如图：IST内部树中每棵生成树和相应的VLAN对应。这些生成树就被称为MSTI（生成树实例）。

也就是命令中的：[LSW1-mst-region] instance 1 vlan 10

7.域根

MST 域内IST 和MSTI 的根桥就是域根。

MST 域内各棵生成树的拓扑不同，域根也可能不同。

如图：高光部分设备就是相应设备的根桥，同时也是所谓的域根。

8.总根

总根（Common Root Bridge）是指CIST 的根桥（即整个大树的根桥）

如图：假设A0域中的高光设备为CIST的根桥，其就是所谓的总根。

MSTP BPDU的格式

Version 3 Length	Version3 BPDU的长度。
MST Configuration Identifier	MST配置标识，表示MST域的标签信息，包含4个字段： Configuration Identifier Format Selector：固定为0。 Configuration Name：“域名”，32字节长字符串。 Revision Level：2字节非负整数。 Configuration Digest：利用HMAC-MD5算法将域中VLAN和实例的映射关系加密成16字节的摘要。 只有MST Configuration Identifier中的四个字段完全相同的，并且互联的交换机，才属于同一个域。
CIST Internal Root Path Cost	CIST内部路径开销指从本端口到IST Master交换机的累计路径开销。CIST内部路径开销根据链路带宽计算。
CIST Bridge Identifier	CIST的指定交换机ID。
CIST Remaining Hops	BPDU报文在CIST中的剩余跳数。
MSTI Configuration Messages (may be absent)	MSTI配置信息。每个MSTI的配置信息占16 bytes，如果有n个MSTI就占用n×16bytes。 单个MSTI Configuration Messages的字段说明如下： MSTI Flags：MSTI标志。 MSTI Regional Root Identifier：MSTI域根交换机ID。 MSTI Internal Root Path Cost：MSTI内部路径开销指从本端口到MSTI域根交换机的累计路径开销。MSTI内部路径开销根据链路带宽计算。 MSTI Bridge Priority：本交换机在MSTI中的指定交换机的优先级。 MSTI Port Priority：本交换机在MSTI中的指定端口的优先级。 MSTI Remaining Hops：BPDU报文在MSTI中的剩余跳数。

一张图了解STP、RSTP、MSTP之间的联系