计算机网络-MSTP的基础概念

前面我们大致了解了MSTP的由来,是为了解决STP/RSTP只有一根生成树导致的VLAN流量负载分担与次优路径问题,了解MSTP采用实例映射VLAN的方式实现多实例生成树,MSTP有很多的理论概念需要知道,其实与其它的知识一样理论复杂配置还好的吧。今天继续学习MSTP的一些基础知识。

一、MSTP的端口角色

MSTP中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端口域边缘端口边缘端口
MSTP端口1 MSTP端口2 MSTP端口3

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设备的根端口。根端口负责向树根方向转发数据。
指定端口 对一台交换设备而言,它的指定端口是向下游交换设备转发BPDU报文的端口。
Alternate端口 从配置BPDU报文发送角度来看,Alternate端口就是由于学习到其它网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。从用户流量角度来看,Alternate端口提供了从指定桥到根的另一条可切换路径,作为根端口的备份端口。
Backup端口 从配置BPDU报文发送角度来看,Backup端口就是由于学习到自己发送的配置BPDU报文而阻塞的端口。从用户流量角度来看,Backup端口作为指定端口的备份,提供了另外一条从根节点到叶节点的备份通路。
Master端口 Master端口是MST域和总根相连的所有路径中最短路径上的端口,它是交换设备上连接MST域到总根的端口。Master端口是域中的报文去往总根的必经之路。Master端口是特殊域边缘端口,Master端口在CIST上的角色是Root Port,在其它各实例上的角色都是Master端口。
域边缘端口 域边缘端口是指位于MST域的边缘并连接其它MST域或SST的端口。
边缘端口 如果指定端口位于整个域的边缘,不再与任何交换设备连接,这种端口叫做边缘端口。边缘端口一般与用户终端设备直接连接。

前面4个与STP/RSTP一致,Master端口是MST域到总根距离最近的端口,域边缘端口是连接MST域间的端口,边缘端口与RSTP一致,与终端直连的设备,不参与MSTP计算。

二、MSTP的端口状态

MSTP定义的端口状态与RSTP协议中定义相同:

  • Forwarding状态:端口既转发用户流量,学习MAC地址,又接收/发送BPDU报文。
  • Learning状态:过渡状态,端口接收/发送BPDU报文,不转发用户流量但是学习MAC地址。
  • Discarding状态:端口只接收BPDU报文,不转发用户流量也不学习MAC地址。
MSTP端口状态 端口在拓扑中的角色
Forwarding 包括根端口、指定端口、Master端口、域边缘端口
Learning 包括根端口、指定端口、Master端口、域边缘端口
Discarding 包括根端口、指定端口、Master端口、域边缘端口、Alternate端口、Backup端口

继承了RSTP简单的端口状态描述。

三、MSTP报文

MSTP使用MST BPDU(Multiple Spanning Tree Bridge Protocol Data Unit,多生成树桥协议数据单元)作为生成树计算的依据。

MST BPDU报文用来计算生成树的拓扑、维护网络拓扑以及传达拓扑变化记录。
MSTP报文

主要字段说明: 1、Protocol ID : STP,协议标识符2字节。

2、Protocol Version ID :3 表示MSTP。

版本 类型 名称
0 0x00 配置BPDU
0 0x80 TCN BPDU
2 0x02 RST BPDU
3 0x02 MST BPDU

3、BPDU 类型

BPDU Type:1 Byte,表示BPDU报文类型,0x02表示MSTP的BPDU或者RSTP

  • 0x00:STP的Configuration BPDU
  • 0x80:STP的TCN BPDU(Topology Change Notification BPDU)
  • 0x02:RST BPDU(Rapid Spanning-Tree BPDU)或者MST BPDU(Multiple Spanning-Tree BPDU)

4、CIST Flags: 1 Byte,CIST标志字段。
Flags字段

CIST标志字段与RSTP标志字段完全一样.

5、CIST Root Identifier:8 Byte,CIST的总根交换设备ID。

CIST外部路径开销,是IST域根所属MST域到总根所属MST域的累计路径开销,类似于RSTP中的根路径开销,根据链路带宽计算.

6、CIST External Path Cost:4 Byte,CIST外部路径开销指从本交换设备所属的MST域到CIST根交换设备所属的MST域的累计路径开销。CIST外部路径开销根据链路带宽计算。

7、CIST Regional Root Identifier,8字节,CIST域根桥ID即IST域根桥ID,总根所属MST域的IST域根桥ID就是总根桥ID。

8、Hello时间等
定时器时间

与RSTP大致相同。

9、MST配置
字段概览

Configuration Name,32字节,MST域名。

缺省情况下华为交换机使用MSTP,如果想要深入了解报文可以在交换机进行抓包查看。

总结:学习了MSTP的端口角色,在RSTP的基础上由于使用多域与多实例增加了相关的端口角色,端口状态与RSTP一致。MSTP使用MST BPDU报文来标识,通过version和BPDU type区分。

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