我所认识的MSTP网络与MSTP协议

　　MSTP也就是基于SDH的多业务传送平台，MSTP协议则是一个多生成树协议，不知道大家对于这两个MSTP的概念怎么理解的呢?在这里小编从自身的角度出发来介绍一下小编所知道的关于这两个MSTP的认识。希望大家可以在小编的这些分析当中找到对大家有用的知识点。

　　MSTP网络

　　1.MSTP的工作原理

　　MSTP是将传统的SDH复用器、数字交叉连接器(DXC)、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，也就是基于SDH技术的多业务传送平台，进行统一控制和管理。基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，应用于局间或POP间，还适用于大企事业用户驻地。而且即便对于已经铺设了大量SDH网的运营公司，以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换向分组网的过渡。所以，它将成为城域网近期的主流技术之一。

　　这就要求SDH必须从传送网和业务网一体化的多业务平台，即融合的多业务节点。MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对二层、三层的数据智能支持。即将传送点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点，称为融合的网络节点或者是多业务节点，主要定位于网络边缘。

　　2.MSTP的特点

　　(1)业务的带宽灵活配置，MSTP上提供的10/100/1000Mbit/s系列接口，通过VC的捆绑可以满足各种用户的需求;

　　(2)可以根据业务的需要，工作在端口组方式和VLAN方式，其中VLAN方式可以分为接入模式和干线模式。

　　端口组方式：单板上全部的系统和用户端口均在一个端口组内。这种方式只能应用于点对点对开的业务。换句话说，也就是任何一个用户端口和任何一个系统端口(因为只有一个方向，所以没有必要启动所有的系统端口，一个就足够了)被启用了，网线插在任何一个启用的用户端口上，那个用户口就享有了所有带宽，业务就可以开通。

　　VLAN方式：分为接入模式和干线模式。

　　其中的接入模式，如果不设定VLAN ID，则端口处于端口组的工作方式下，单板上全部MSTP的系统和用户端口均在一个端口组内。

　　如果设定了VLAN ID，需要设定“端口VLAN标记”。这是因为交换芯片会为收到的数据包增加VLAN ID，然后通过系统端口走光纤发到对端同样VLAN ID的端口上。比如某个用户口VLAN ID为2，则对应站点的用户端口的VLAN ID也应该设定为2。这种模式可以应用于多个方向的MSTP业务，这时每个方向的端口都要设置不同的VLAN ID。然后把该方向的用户端口和系统端口放置到一个虚拟网桥中(该虚拟网桥的VLAN ID必须与“端口VLAN标记”一样)。

      (3)可以工作在全双工、半双工和自适应模式下，具备MAC地址自学习功能;

      (4)QoS设置：

       QoS实际上限制端口的发送，原理是发送端口根据业务优先级上有许多发送队列，根据QoS的配置和一定的算法完成各类优先级业务的发送。因此，当一个端口可能发送来自多个来源的业务，而且总的流量可能超过发送端口的发送带宽时，可以设置端口的QoS能力，并相应地设置各种业务的优先级配置。当QoS不作配置时，带宽平均分配，多个来源的业务尽力传输。

       QoS的配置就是规定各端口在共享同一带宽时的优先级及所占用带宽的额度。

       (5)对每个客户独立运行生成树协议。

　　MSTP协议

　　MSTP是一个多生成树协议。MSTP的“多生成树”包括两层含义：一是在一个交换网络中可以基于VLAN划分出多个生成树实例(STI)，二是在每个生成树实例中可以包括多个VLAN。而不是像Cisco的PVST、PVST+这样，虽然在整个交换网络中可以基于VLAN划分出多个生成树实例，但是每个生成树实例中仅包括一个VLAN。所以相对PVST、PVST+来说，MSTP更适用于比较大的网络中，划分生成树实例也更灵活，可以根据实际应用需要求来进行。

　　虽然在整体来看，MSTP网络可分为以下层次(如图1所示)：

　　（1）MSTP网络

　　（2）多生成树域MST Region(Multiple Spanning Tree Region)

      （3）多生成树实例MSTI(Multiple Spanning Tree Instance)

图1 MSTP的网络层次示意图

　　而且这三者之间依次是包含关系，即MSTP网络包含MST域和MSTI，MST域又包含MSTI，因为在一个MSTP网络中可以有多个MST域，一个MST域中又可以有多个MSTI。

　　MST域(Multiple Spanning Tree Regions，多生成树域)是由交换网络中的多台交换机以及它们之间的网段构成(在Cisco中是叫“MST区域”)。这些交换机都启动了MSTP、具有相同的域名、相同的VLAN到生成树映射(是一个描述了VLAN和MSTI之间映射关系的映射表)配置和相同的MSTP修订级别配置，并且物理上有链路连通。

　　MSTI(Multiple Spanning Tree Instance，多生成树实例)是指MST域内的生成树。一个MST域内可以通过MSTP生成多棵生成树，各棵生成树之间彼此独立。一个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。

      既然是生成树，那就不允许存在环路。在如图2所示的MSTP网络(由四台交换机相互串联形成)就形成了三个MSTI(图中的MSTI1、MSTI2、MSTI3，注意看他们的拓扑，总有一个方向的交换机连接是断开的)，每个MSTI都没有环路。

图2 MSTI划分示例

　　1.MSTP协议的结构

　　MSTP采用二级结构。分region跑STP，在同一个region需要满足：instance(instance是从1-4094)和vlan映射表一致，name一致，revision一致，共三个条件。在每个region内的STP我们称为IST。在整个MSTP拓扑中，可以拥有多个region，在region之间跑的生成树称为CST，协议是RSTP(- -)。每个region有一个根桥称为regional root，整个系统有一个总根桥。

　　这里的instance 0是一个很神奇的存在，我们可以把它称为是一个CIST实例，vlan映射表是 所有没有被映射到任何实例的vlan。所谓CIST就是CST+IST，简而言之就是整个网络。为何需要这个呢?我们在计算CST的生成树时，把一个region看成一个交换机，然后再看CST的根桥，根端口，指定端口，再计算出端口角色。但是计算机运算无法把一个region逻辑上看成一个交换机，它还是要从整个CIST着手计算，所以有了实例0的出现，但是它只是为了计算CST的生成树，和IST没什么联系(虽然我们还是可以看到IST的端口出现在实例0中Orz...)。具体计算过程我觉得相当复杂，所以应该仅仅把它看做CST的生成树就好了，写作instance 0，就当它是RSTP。

　　2.端口角色和类型

　　端口角色用大家喜闻乐见的：根、指定、替代、备份，多了一些特有的端口角色：主端口和域边界端口

　　端口类型：Shr和Shr Bound(RSTP) 参照cisco，其实也就是共享和边界

　　端口角色前面4个不说了，主端口指的是某个域的边界端口，同时在CST的RSTP中的根端口，在instance 0中cisco显示为Role=Mstr，Type=Shr Bound(RSTP)。

　　域边界端口这个容易理解了，就是域的边界端口嘛，即CST中的端口，在instance 0中cisco显示为，Role=在CST中的RSTP中该是什么就是什么，Type=Shr Bound(RSTP)

　　PS：主端口当然也是域边界端口。

　　转发流程简单说一下

　　交换机收到同一区域的包(大概是检查region.name，region.revision，stp.type等等一致)，通过IST转发，也就是region内同一VLAN内广播。

　　交换机收到非同一区域的包(最直接的region.name不同)，会向域边界端口转发。

　　MSTP网络与MSTP协议可以结合在一起来讲解主要是因为MSTP协议本身就是MSTP网络当中的一个协议，而MSTP网络可以对每一个客户独立运行生成树协议。通过上述的讲解，大家应该就能够明白这二者之间的联系了。本文就讲到这里了，希望对大家有所帮助哦。更多内容可前往课课家教育进行查看。