HCIP—MSTP（多生成树协议）

目录

一、MSTP技术的背景

二 、MSTP（多生成树协议）的概述

三、MSTP的基本概念

四、MSTP的实验配置

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MSTP的引入：单点故障——冗余——二层环路——STP——RSTP——MSTP

一、MSTP技术的背景

单生成树的弊端—部分VLAN路径不同

单生成树的弊端—无法实现流量分担

单生成树的弊端—次优二层路径

二 、MSTP（多生成树协议）的概述

①形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份；

②多生成树在VLAN间实现负载均衡，不同VLAN的流量按照不同路径转发；

③每棵生成树称为MST实例（MSTI,MST Instance）；

④每个MST实例可以包含一个或者多个VLAN；

⑤基于MST实例计算出多棵生成树，实现负载分担；

⑥具有RSTP快速收敛的特性且兼容STP和RSTP。

如图所示：经计算，最终生成两棵生成树

Instance1对应的生成树以SwitchA为跟交换设备，转发VLAN2-10的报文。

Instance2对应的生成树以SwitchB为跟交换设备，转发VLAN11-20的报文。

不同VLAN的报文沿不同的路径转发，实现了负载分担。

三、MSTP的基本概念

1.MSTP网络层次：

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。

2.MST region（多生成树域）：

也称为MST域，有交换机网络中的堕胎交换设备以及它们之间的网段构成的，

MSTP网络中包含一个或者多个MST域，每个MST域中包含一个或多个多生成树实例（MSTI）。

3.同一个MST域的特点

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。

注：instance 0是缺省存在的，而且缺省时，华为交换机所有的VLAN都映射到了instance 0。

 MSTP中的一些角色

4.MSTP的端口角色

MSTP定义的所有端口角色包括：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。

端口角色	说明
根端口	在非根桥上，离根桥最近的端口是本交换机设备的根端口。
指定端口	指定端口是连接在非根桥上的端口，用于转发数据帧到根桥。
Alternate端口	Alternate端口是备份端口，当主路径失效时，它会成为新的转发路径。
Backup端口	是用于备份数据的端口，当主端口发生故障时，备份端口会接管数据传输任务。
Master端口	通常指的是网络设备上的主控制端口，用于管理和配置设备。
域边缘端口	位于网络的边缘，连接终端设备与其它MST或者SST的端口，起到桥梁作用。
边缘端口	通常指网络边界上的端口，如接入层交换机上的端口，直接连接终端用户设备。

5.MSTP的端口状态

MSTP端口状态与RSTP端口状态相同

Forwarding状态	即转发用户流量、学习MAC地址，又接收/发发送BPDU报文。
Learning状态	过度状态，端口接收/发送BPDU报文，不转发用户流量，但学习MAC地址。
Discarding状态	端口只接受BPDU报文，不学习MAC地址也不转发用户流量。

STP各版本的对比

协议名称	标准	特点	应用场景
STP	802.1D	形成一颗无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份，但收敛速度较慢	无需区分用户或业务流量。所有VLAN共享一棵生成树。
RSTP	802.1w	形成一颗无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份，收敛速度较快。
MSTP	802.1s	形成多棵无环路的树，解决广播风暴并实现冗余备份，收敛速度较快。	需要区分用户或业务流量，并实现负载分担。不同的VLAN通过不同的生成树转发流量，每棵生成树之间相互独立。

四、MSTP的实验配置

拓扑图

实验要求：

1.创建VLAN10 20 30 40 50 60 70 80并设置trunk模式；

2.配置MSTP；

3.配置主根网桥和备用根网桥；

4.查看实例1的接口角色和实例2的接口角色。

实验步骤：

创建vlan和设置trunk模式

LSW1

[LSW1]vlan batch 10 20 30 40 50 60 70 80

[LSW1]port-group 1                   #创建一个临时端口号为1，批量将接口配置

[LSW1-port-group-1]group-member g0/0/1

[LSW1-port-group-1]group-member g0/0/7

[LSW1-port-group-1]group-member g0/0/6

[LSW1-port-group-1]group-member g0/0/4

[LSW1-port-group-1]port link-type trunk

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk

[LSW1-GigabitEthernet0/0/7]port link-type trunk

[LSW1-GigabitEthernet0/0/6]port link-type trunk

[LSW1-GigabitEthernet0/0/4]port link-type trunk

[LSW1-port-group-1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW1-GigabitEthernet0/0/7]port trunk allow-pass vlan all

[LSW1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk allow-pass vlan all

[LSW1-GigabitEthernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan all

[LSW1-port-group-1]q

LSW2 

[LSW2]vlan batch 10 20 30 40 50 60 70 80

[LSW2]port-group 1

[LSW2-port-group-1]gro

[LSW2-port-group-1]group-member g0/0/1

[LSW2-port-group-1]group-member g0/0/7

[LSW2-port-group-1]group-member g0/0/5

[LSW2-port-group-1]group-member g0/0/2

[LSW2-port-group-1]port link-type trunk

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk

[LSW2-GigabitEthernet0/0/7]port link-type trunk

[LSW2-GigabitEthernet0/0/5]port link-type trunk

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk

[LSW2-port-group-1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW2-GigabitEthernet0/0/7]port trunk allow-pass vlan all

[LSW2-GigabitEthernet0/0/5]port trunk allow-pass vlan all

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all

[LSW2-port-group-1]q

LSW3 

[LSW3]vlan batch 10 20 30 40 50 60 70 80

[LSW3]port-group 1

[LSW3-port-group-1]group-member g0/0/3

[LSW3-port-group-1]group-member g0/0/4

[LSW3-port-group-1]group-member g0/0/5

[LSW3-port-group-1]port link-type trunk

[LSW3-GigabitEthernet0/0/3]port link-type trunk

[LSW3-GigabitEthernet0/0/4]port link-type trunk

[LSW3-GigabitEthernet0/0/5]port link-type trunk

[LSW3-port-group-1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW3-GigabitEthernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all

[LSW3-GigabitEthernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan all

[LSW3-GigabitEthernet0/0/5]port trunk allow-pass vlan all

[LSW3-port-group-1]q

LSW4 

[LSW4]vlan batch 10 20 30 40 50 60 70 80

[LSW4]port-group 1

[LSW4-port-group-1]gr

[LSW4-port-group-1]group-member g0/0/2

[LSW4-port-group-1]group-member g0/0/3

[LSW4-port-group-1]group-member g0/0/6

[LSW4-port-group-1]port link-type trunk

[LSW4-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk

[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]port link-type trunk

[LSW4-GigabitEthernet0/0/6]port link-type trunk

[LSW4-port-group-1]port trunk allow-pass vlan all

[LSW4-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all

[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all

[LSW4-GigabitEthernet0/0/6]port trunk allow-pass vlan all

[LSW4-port-group-1]q

配置MSTP

LSW1

[LSW1]stp enable   #启用stp

[LSW1]stp mode mstp     #设置stp模式为mstp

[LSW1]stp region-configuration    #进入MST域视图

[LSW1-mst-region]region-name hcip    #MSTP域名为hcip

[LSW1-mst-region]revision-level 1    #MST域的修订级别为1，默认的为0

[LSW1-mst-region]instance 1 vlan 10 30 50 70   #实例1关联10 30 50 70

[LSW1-mst-region]instance 2 vlan 20 40 60 80   # #实例2关联20 40 60 80

[LSW1-mst-region]active region-configuration  #激活MST域的配置

[LSW1-mst-region]q

LSW2、LSW3、LSW4的配置和LSW1类似，此处略

配置主根网桥和备用根网桥

LSW1

[LSW1]stp instance 1 root primary

[LSW1]stp instance 2 root secondary

LSW2

[LSW2]stp instance 1 root secondary

[LSW2]stp instance 2 root primary

配置边缘端口

LSW3

[LSW3]int g0/0/1

[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable

[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]

LSW4

[LSW4]int g0/0/1

[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable

[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]

实验调试

查看实例1的端口角色

查看实例2的端口角色

五、总结 

 总之，MSTP通过多生成树的设计，解决了传统STP和RSTP在处理冗余链路和负载均衡方面的不足，适用于需要高可靠性和负载分担的网络环境。