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16-MSTP

news 2025/7/25 9:20:44

MSTP技术

一 STP与RSTP的局限性

所有VLAN共享一颗生成树

无法实现不同VLAN在多条Trunk链路上的负载分担

二层链路负载均衡

次优二层路径

不同 VLAN 流量被迫走 “非物理最优” 路径

二 MSTP的基本概念及优势

1. MSTP的定义

MSTP(多生成树协议)，基于实例计算出多颗生成树，实例间实现负载分担。

MSTP标准协议为IEEE802.1s

MST域

拥有相同MST配置标识的网桥构成的集合。

以下三个参数完全一致说明在同一域中

域名
配置修订号
VLAN与实例映射关系

实例0：CST(公共生成树)、IST(内部生成树)、CIST(公共和内部生成树)、总根(CIST的根桥)和域根(IST域根和MSTI域根)

最开始防环：IST内部生成树

MSTI和MSTI域根

2. MSTP中的端口角色

Master端口（域边界端口）

IST根桥在CIST上的根端口

若有Master端口，说明至少有两个区域

其他端口角色的定义与RSTP相同

三 MSTP工作原理

1. MSTP的BPDU格式

2. CIST的优先级向量

CIST优先级向量：{RootID: ERPC: RRootID: IRPC: DesignateBridgeID: DesignatePortID: RcvPortID}

RootID：CIST 总根桥的 ID（全网最优桥，决定整体拓扑核心）。
ERPC（External Root Path Cost）：从当前设备到 CIST 总根的外部路径开销（跨 MST 域时累加的链路成本）。
RRootID：当前 MST 域内的域根 ID（IST 或 MSTI 的域根，代表域内拓扑核心）。
IRPC（Internal Root Path Cost）：从当前设备到本 MST 域根的内部路径开销（域内链路成本累加）。
DesignateBridgeID：路径上 “指定桥” 的 ID（生成树中负责转发到根桥的设备）。
DesignatePortID：指定桥上 “指定端口” 的 ID（连接下游设备的端口）。
RcvPortID：当前设备接收 BPDU 的端口 ID（用于区分同一设备的不同接收端口）。

比较的原则：最小最优

用于生成树拓扑计算时比较路径 “优劣”，决定端口角色（根端口、指定端口等）
比较顺序参数作用
1 RootID（总根 ID）全网唯一核心，RootID 越小（桥优先级更高或 MAC 更小），路径越优。
2 ERPC（外部开销）跨 MST 域的链路成本，值越小，路径越短（优先选低成本链路）。
3 RRootID（域根 ID） MST 域内的核心，RRootID 越小（域内根桥更优），路径越优。
4 IRPC（内部开销）域内链路成本，值越小，域内路径越短（优化域内流量转发）。
5 DesignateBridgeID 指定桥的 ID，越小代表上游设备越 “靠近” 根桥，路径更优。
6 DesignatePortID 指定端口的 ID，越小代表上游端口角色更优（优先选低 ID 端口）。
7 RcvPortID 本地接收端口的 ID，越小代表本地端口更优（极端情况下区分同设备不同端口）。
外部比：总根ID、外部开销、指定桥ID、指定端口ID。

比较顺序	参数	作用
1	RootID（总根 ID）	全网唯一核心，RootID 越小（桥优先级更高或 MAC 更小），路径越优。
2	ERPC（外部开销）	跨 MST 域的链路成本，值越小，路径越短（优先选低成本链路）。
3	RRootID（域根 ID）	MST 域内的核心，RRootID 越小（域内根桥更优），路径越优。
4	IRPC（内部开销）	域内链路成本，值越小，域内路径越短（优化域内流量转发）。
5	DesignateBridgeID	指定桥的 ID，越小代表上游设备越 “靠近” 根桥，路径更优。
6	DesignatePortID	指定端口的 ID，越小代表上游端口角色更优（优先选低 ID 端口）。
7	RcvPortID	本地接收端口的 ID，越小代表本地端口更优（极端情况下区分同设备不同端口）。

3. MSTI的优先级向量

MSTI优先级向量：{RRootID: IRPC: DesignateBridgeID: DesignatePortID: RcvPortID}

比较原则：最小最优

内部比：域根ID、内部开销、指定桥ID、指定端口ID。

4. MSTP计算

CST/IST的计算和RSTP类似

MSTI的计算仅限于区域内

MSTI计算参数包含在IST BPDU中，和IST的计算同步完成。

CST计算

IST计算

MSTI计算过程

MSTP计算结果分析

5. MSTP的P/A机制

上游桥发送的Proposal BPDU中，P标志位和A标志位都置位。P=1，A=1。

下游收到P标志位和A标志位都置位的Proposal BPDU，在将端

口同步后会回应Agreement BPDU，使得上游的指定端口快速

进入转发状态。

四 MSTP兼容性

MSTP和RSTP互操作

RSTP桥将MSTP域看做一个桥ID为域根ID的RSTP桥
实例0就是标准的RSTP，MSTP使用实例0与STP/RSTP对接。

MSTP工作模式

五保护机制

分类
BPDU保护（边缘端口保护）
根桥保护
环路保护
TC保护

1. BPDU保护

现象

如果一个边缘端口接收到配置信息，将从边缘端口转换为非边缘端口，从而导致生成树重新计算。为了防止这种现象，出现BPDU保护。

解决措施

启动了BPDU保护功能后，如果边缘端口收到了配置消息，MSTP就将这些端口关闭

2. 根桥保护

现象

合法根桥收到优先级更高的配置消息，失去根桥的地位，引起网络拓扑结构的变动。为了防止这种现象，出现根桥保护。

解决措施

对于设置了根保护功能的端口，一旦该端口收到某实例优先级更

高的配置消息，立即将该实例端口设置为指定端口、侦听状态，不再转发报文。

3. 环路保护

现象

由于链路拥塞或者单向链路故障，端口会收不到上游设备的BPDU报文，此时下游设备重新选择端口角色，会导致环路的产生。

解决措施

配置了环路保护的端口，**当接收不到上游设备发送的BPDU报文时，环路保护生效。**如果该端口参与了STP计算，则不论其角色如何，该端口在所有实例都将处于Discarding状态