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什么是MSTP
Multiple Spanning Tree protocol (MSTP)多重生成树协议,是由802.1w的快速生成树(RSTP)扩展而
来。从传统STP到RSTP解决了收敛(Convergence))速度的问题。而从RSTP再到MSTP是对硬件资源和层级式
管理的进化。MSTP(802.1S)继承了RSTP的Synchronization Process的高效率收敛,同时MSTP将多个Span
ning Tree分配给不同的Instance来减少整个生成树系统的拓扑数量。RSTP虽然解决了收敛速度的问题,但
其也是Per VLAN的Spanning Tree。也就是说当VLAN数目非常多的时候,它张传统STP同样面临拓扑庞大的
管理难题。同时大量的拓扑对交换机的硬件资源也带来相当大的负载压力。
MSTP以Instance的方式将VLAN进行分组,同一组Instance的VLAN共用一组Spanning Tree拓扑,所以可以
将多个VLAN放在一个Instance进行统一管理。比如RSTP 100个VLAN需要100个生成树拓扑,而对于MSTP,
100个VLAN需要使用多少个生成树拓扑,完全可以自由规划。同时,RSTP没有区域的概念,MSTP将整个网络
进行分区(Region),Region有自己独立的拓扑,Region之间也互不干涉。每个Region被看做是一个虚拟
Switch(Virtual Switch),每个Virtual Switch之间会进行一个独立的Spanning Tree运算,这个就是
CIST(Common and Internal Spanning Tree),CIST不会影响每个Region内部的独立的生成树。这里假
设大家已经了解传统STP与RSTP。有关STP与RSTP的介绍可以参考本站文章:
Spanning Tree Protocol(STP)生成树协议
Rapid Spanning Tree Protocol(RSTP)快速生成树协议

配置MSTP
1、MSTP有三个参数,分别是Configuration Name、Revision Number、Instance及VLAN。
● Configuration Name: 配置的名称,同一个Region的交换机使用相同的Configuration Name。
● Revision Number: 版本号,这个可以自定义,建议每修改一次就加1,这样方便管理。
● Instance及VLAN: Instance与VLAN的对应关系,注意MSTP默认的Instance 0用作CIST,不能在
Region使用。
2、如下图,我们配置一个mst,三台交换机进行互联:SW1、SW2、SW3。Instance 1对应VLAN2-5,Inst-
ance 2对应VLAN6-9。

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3、在每台交换机上执行以下命令进行配置。
   SW1# conf t
   SW1(config)# vlan 2-9
   SW1(config-vlan)# exit
   SW1(config)# spanning-tree mode mst
   SW1(config)# spanning-tree mst configuration
   SW1(config-mst)# name Rg01
   SW1(config-mst)# revision 1
   SW1(config-mst)# instance 1 vlan 2-5
   SW1(config-mst)# instance 2 vlan 6-9

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4、配置完成后,确认三台交换机的配置是一样的,同时注意MSTP将2-9以外的VLAN放入了Instance 0。
   show spanning-tree mst configuration

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5、查看Spanning Tree状态,当前SW1为三个Instance(MST0、MST1、MST2)的根桥。MST0为CIST的Ins
tance,MST1和MST2是我们手动建立的Instance。

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6、改变MST1和MST2的根桥,将MST1的根桥改为SW2,将MST2的根桥改为SW3。可以通过改变mst的Priority
来操作,注意MSTP更改的是Instance的Priority,而不是改VLAN。分别在SW2和SW3上操作。
   SW2(config)# spanning-tree mst 1 priority 16384

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7、配置完成后,如下图每台交换机都是一个Instance的Root Bridge,这样就达到了负载均衡的效果。

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CIST
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交换机的
单生成树,由IST和CST共同构成。CIST是每个MST区域的内部生成树(IST)实例、互连MST区域的公共生成
树(CST)实例和802.1D单生成树桥的一个集合。CIST与MST区域内的IST实例是一致的,并且与MST区域外
部的CST也是一致的。802.1D STP、RSTP和MSTP共同建立一个单独的桥来做为公共和内部生成(CIST)的
根。上面我们建立了一个独立的Region,那么如果有多个Region,MSTP如何将它们连接起来呢,这就要请
CIST出马了,CIST会将整个Region变成一个Virtual Switch,并选举出CIST Root和Region Root。
1、如下图,我们创建了两个独立的Region,每个Region都有自己独立的拓扑,同时两个Region的Instance
与VLAN的对应关系也是不同的。
2、两个Region之间有两条连线:
  ● SW2 e0/2 - SW4 e0/0
  ● SW3 e0/2 - SW5 e0/0
3、首先选举CIST Root,整个网络的所有Retion只会选举出一个CIST Root,Bridge Priority最低的Sw
itch会被选择作为CIST Root。CIST Root会是网络中的超级大BOSS,这个大BOSS所在的Retion也会成为
CIST的Virtuan Root Switch。

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4、如下图中所示每个Switch的Priority,SW6的Bridge Priority最低,所以它成为了大BOSS,Region 2
也成为了Virtuan Root Switch。

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5、选出了CIST Root,接下来还要选出Regional Root。连接其它Retion的Switch被称为Boundary Swi
tch。在我们的拓扑中,SW2与SW3就是Boundary Switch。在Boundary Switch中,Bridge Priority最
低的Switch会成为Regional Root。对比Bridge Priority可以确定,SW3为Regional Root。

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Virtual Switch
1、现在CIST Root和Regional Root都已经确定,CIST便会将两个Region看作Virtual Switch来管理。
如下图,两个Region之间像两个单独的Switch一样进行通信,这样就更容易理解了。前面我们知道Region
2为Virtuan Root Switch,所以它就是根桥,所以它的所有端口就是Desg port。这样再确定其它端口的角
色就与STP或RSTP相同了。这里就不再多讲。

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2、如果有一台新的交换机加入,如下图,SW7加入到网络中,分别连接到不同的Region。该如何计算拓扑?

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3、此时用Virtual Switch的方式理解,就会容易搞清楚它的拓扑是如何计算出来的。
4、我们知道Retion 2是Virtuan Root Switch,相当于根桥,所以SW7对的接口就会是Root Port。
5、另一个网段上,正常进行比大小即可,就能得出SW7另一个端口的角色。如下图,SW7与Region 1连接的
端口最终被确定为Altn Port。

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6、另外需要特别说明的是,我们并没有改变SW7默认的PVST模式,所以可以看到MSTP是兼容 传统STP的,
同样也兼容RSTP。MSTP的BPDU以Instance为单位,而不是VLAN,SW7并不理解MSTP的BPDU是什么意思。事
实上MSTP如果检测到对方运行的是RSTP或PVST,就会把MSTP的BPDU拆分成Per VLAN的方式发送。这样SW7
就可以与MSTP进行沟通了。如果100个VLAN,MSTP就要发送100个BPDU给SW7。
7、注意,MSTP只支持CIST Root,所以如果强行将SW7配置为Root Bridge,会导致MSTP将端口Block掉。

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MSTP的VLAN管理
配置MSTP时很重要的一点就是配置Instance与VLAN的对应关系,并且同一Region内的所有交换机都要配置
相同,所以如果Region中交换机数量很多,VLAN也很多,手动配置就是很繁重的工作,这时就可以使用VTP
来进行VLAN的管理工作。同一Region内的交换机配置相同的VTP Domain。每个Region要使用不同的VTP
Domain。使用如下命令:
   SW1
    vtp domain ciscolab
    vtp password ciscolab
    vtp version 3
    vtp mode server vlan
    vtp mode server mst
   SW2
    vtp domain ciscolab
    vtp password ciscolab
    vtp version 3
    vtp mode client vlan
    vtp mode client mst
   SW3
    vtp domain ciscolab
    vtp password ciscolab
    vtp version 3
    vtp mode client vlan
    vtp mode client mst

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Last modification:March 23rd, 2020 at 11:15 am
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