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16-MSTP配置

目录

1 MSTP配置.........................................................................................................................................1-1

1.1 MSTP简介.........................................................................................................................................1-1

1.1.1 STP简介.................................................................................................................................1-1

1.1.2 MSTP简介..............................................................................................................................1-7

1.1.3 协议规范...............................................................................................................................1-13

1.2 配置任务简介...................................................................................................................................1-13

1.3 配置根桥..........................................................................................................................................1-15

1.3.1 配置MST域...........................................................................................................................1-15

1.3.2 指定当前设备为根桥或备份根桥...........................................................................................1-16

1.3.3 配置MSTP的工作模式..........................................................................................................1-17

1.3.4 配置当前设备的优先级.........................................................................................................1-17

1.3.5 配置MST域的最大跳数.........................................................................................................1-18

1.3.6 配置交换网络的网络直径......................................................................................................1-19

1.3.7 配置MSTP的时间参数..........................................................................................................1-19

1.3.8 配置超时时间因子.................................................................................................................1-20

1.3.9 配置端口的最大发送速率......................................................................................................1-21

1.3.10 配置端口为边缘端口...........................................................................................................1-21

1.3.11 配置端口是否与点对点链路相连.........................................................................................1-22

1.3.12 配置端口识别/发送MSTP报文的方式..................................................................................1-23

1.3.13 打开端口状态变化信息显示开关.........................................................................................1-24

1.3.14 开启MSTP特性...................................................................................................................1-25

1.4 配置叶子节点...................................................................................................................................1-25

1.4.1 配置MST域...........................................................................................................................1-25

1.4.2 配置MSTP的工作模式..........................................................................................................1-25

1.4.3 配置超时时间因子.................................................................................................................1-25

1.4.4 配置端口的最大发送速率......................................................................................................1-25

1.4.5 配置端口为边缘端口.............................................................................................................1-26

1.4.6 配置端口的Path Cost............................................................................................................1-26

1.4.7 配置端口的优先级.................................................................................................................1-27

1.4.8 配置端口是否与点对点链路相连...........................................................................................1-28

1.4.9 配置端口识别/发送MSTP报文的方式....................................................................................1-28

1.4.10 打开端口状态变化信息显示开关.........................................................................................1-28

1.4.11 开启MSTP特性...................................................................................................................1-28

1.5 执行mCheck操作.............................................................................................................................1-28

1.5.1 配置准备...............................................................................................................................1-28

1.5.2 执行mCheck操作..................................................................................................................1-29

1.5.3 配置举例...............................................................................................................................1-29

1.6 配置摘要侦听特性...........................................................................................................................1-29

1.6.1 配置准备...............................................................................................................................1-29

1.6.2 配置摘要侦听特性.................................................................................................................1-30

1.6.3 摘要侦听特性配置举例.........................................................................................................1-30

1.7 配置No Agreement Check特性.......................................................................................................1-31

1.7.1 配置准备...............................................................................................................................1-32

1.7.2 配置No Agreement Check特性.............................................................................................1-33

1.7.3 No Agreement Check特性配置举例.....................................................................................1-33 1.8 配置设备的保护功能........................................................................................................................1-34

1.8.1 配置准备...............................................................................................................................1-34

1.8.2 配置BPDU保护功能..............................................................................................................1-34

1.8.3 配置根保护功能....................................................................................................................1-35

1.8.4 配置环路保护功能.................................................................................................................1-35

1.8.5 配置防止TC-BPDU报文攻击的保护功能...............................................................................1-36 1.9 远程配置ONU设备的MSTP功能......................................................................................................1-36 1.10 MSTP显示和维护..........................................................................................................................1-38 1.11 MSTP典型配置举例.......................................................................................................................1-38

1 MSTP配置

1.1 MSTP简介

1.1.1 STP简介

1. STP的用途

STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)是根据IEEE协会制定的802.1D标准建立的,用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路,并有选择的对某些端口进行阻塞,最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构,从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环,避免设备由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。

STP包含了两个含义,狭义的STP是指IEEE 802.1D中定义的STP协议,广义的STP是指包括IEEE 802.1D定义的STP协议以及各种在它的基础上经过改进的生成树协议。

2. STP的协议报文

STP采用的协议报文是BPDU(Bridge Protocol Data Unit,桥协议数据单元),也称为配置消息。

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。BPDU中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。

BPDU在STP协议中分为两类:

z配置BPDU(Configuration BPDU):用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文。

z TCN BPDU(Topology Change Notification BPDU):当拓扑结构发生变化时,用来通知相关设备网络拓扑结构发生变化的报文。

3. STP的基本概念

(1) 根桥

树形的网络结构,必须要有树根,于是STP引入了根桥(Root Bridge)的概念。

根桥在全网中只有一个,而且根桥会根据网络拓扑的变化而改变,因此根桥并不是固定的。

网络收敛后,根桥会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU,其他的设备对该配置BPDU 进行转发,从而保证拓扑的稳定。

(2) 根端口

所谓根端口,是指一个非根桥的设备上离根桥最近的端口。根端口负责与根桥进行通信。非根桥设备上有且只有一个根端口。根桥上没有根端口。

(3) 指定桥与指定端口

指定桥与指定端口的含义,请参见表1-1的说明。

表1-1指定桥与指定端口的含义

分类指定桥指定端口

对于一台设备而言与本机直接相连并且负责向本机转发配

置消息的设备

指定桥向本机转发配置消息的端口

对于一个局域网而言负责向本网段转发配置消息的设备指定桥向本网段转发配置消息的端口

指定桥与指定端口如图1-1所示,AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2分别表示设备Device A、Device B、Device C的端口。

z Device A通过端口AP1向Device B转发配置消息,则Device B的指定桥就是Device A,指定端口就是Device A的端口AP1;

z与局域网LAN相连的有两台设备:Device B和Device C,如果Device B负责向LAN转发配置消息,则LAN的指定桥就是Device B,指定端口就是Device B的BP2。

图1-1指定桥与指定端口示意图

根桥上的所有端口都是指定端口。

(4) 路径开销

路径开销是STP协议用于选择链路的参考值。STP协议通过计算路径开销,选择较为“强壮”的链路,阻塞多余的链路,将网络修剪成无环路的树型网络结构。

4. STP的基本原理

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程,其中包含的几个重要信息如下:

z根桥ID:由根桥的优先级和MAC地址组成;

z根路径开销:到根桥的路径开销;

z指定桥ID:由指定桥的优先级和MAC地址组成;

z指定端口ID:由指定端口的优先级和端口名称组成;

z配置消息在网络中传播的生存期:Message Age;

z配置消息在设备中能够保存的最大生存期:Max Age;

z配置消息发送的周期:Hello Time;

z端口状态迁移的延时:Forward Delay。

为描述方便,在下面的描述及举例中仅考虑配置消息的其中四项内容:

z根桥ID(以设备的优先级表示);

z根路径开销(与端口所连的链路速率相关);

z指定桥ID(以设备的优先级表示);

z指定端口ID(以端口名称表示)。

(1) STP算法实现的具体过程

z初始状态

各台设备的各个端口在初始时会生成以自己为根桥的配置消息,根路径开销为0,指定桥ID为自身设备ID,指定端口为本端口。

z最优配置消息的选择

各台设备都向外发送自己的配置消息,同时也会收到其他设备发送的配置消息。

最优配置消息的选择过程如表1-2所示。

表1-2最优配置消息的选择过程

步骤内容

1 每个端口收到配置消息后的处理过程如下:

z当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级低时,设备会将接收到的配置消息丢弃,对该端口的配置消息不作任何处理。

z当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级高时,设备就用接收到的配置消息

中的内容替换该端口的配置消息中的内容。

2 设备将所有端口的配置消息进行比较,选出最优的配置消息。

配置消息的比较原则如下:

z根桥ID较小的配置消息优先级高;

z若根桥ID相同,则比较根路径开销,比较方法为:用配置消息中的根路径开销加上本端口对应的路径开销,假设两者之和为S,则S较小的配置消息优先级较高;

z若根路径开销也相同,则依次比较指定桥ID、指定端口ID、接收该配置消息的端口ID等,上述值较小的配置消息优先级较高。

z根桥的选择

网络初始化时,网络中所有的STP设备都认为自己是“根桥”,根桥ID为自身的设备ID。通过交换配置消息,设备之间比较根桥ID,网络中根桥ID最小的设备被选为根桥。

z根端口、指定端口的选择

根端口、指定端口的选择过程如表1-3所示。

表1-3 根端口和指定端口的选择过程

步骤 内容

1

非根桥设备将接收最优配置消息的那个端口定为根端口

2

设备根据根端口的配置消息和根端口的路径开销,为每个端口计算一个指定端口配置消息:

z

根桥ID 替换为根端口的配置消息的根桥ID ;

z 根路径开销替换为根端口配置消息的根路径开销加上根端口对应的路径开销; z 指定桥ID 替换为自身设备的ID ; z

指定端口ID 替换为自身端口ID 。

3

设备使用计算出来的配置消息和需要确定端口角色的端口上的配置消息进行比较,并根据比较结果进行不同的处理:

z

如果计算出来的配置消息优,则设备就将该端口定为指定端口,端口上的配置消息被计算出来的配置消息替换,并周期性向外发送;

z

如果端口上的配置消息优,则设备不更新该端口的配置消息并将此端口阻塞,此端口将不再转发数据,只接收但不发送配置消息。

在拓扑稳定状态,只有根端口和指定端口转发流量,其他的端口都处于阻塞状态,它们只接收STP 协议报文而不转发用户流量。

一旦根桥、根端口、指定端口选举成功,则整个树形拓扑就建立完毕了。

下面结合例子说明STP 算法实现的计算过程。具体的组网如

图1-2

所示,Device A 的优先级为0,Device B 的优先级为1,Device C 的优先级为2,各个链路的路径开销分别为5、10、4。

图1-2 STP 算法计算过程组网图

z

各台设备的初始状态

各台设备的初始状态如表1-4所示。

表1-4 各台设备的初始状态

设备

端口名称

端口的配置消息

AP1

{0,0,0,AP1}

Device A

AP2

{0,0,0,AP2}

设备端口名称端口的配置消息

BP1 {1,0,1,BP1}

Device B

BP2 {1,0,1,BP2}

CP1 {2,0,2,CP1}

Device C

CP2 {2,0,2,CP2}

z各台设备的比较过程及结果

各台设备的比较过程及结果如表1-5所示。

表1-5各台设备的比较过程及结果

设备比较过程比较后端口的配置消息

Device A z端口AP1收到Device B的配置消息{1,0,1,BP1},Device

A发现本端口的配置消息{0,0,0,AP1}优于接收到的配置消

息,就把接收到的配置消息丢弃。

z端口AP2收到Device C的配置消息{2,0,2,CP1},Device

A发现本端口的配置消息{0,0,0,AP2}优于接收到的配置消

息,就把接收到的配置消息丢弃。

z Device A发现自己各个端口的配置消息中根桥和指定桥都是自

己,则认为自己是根桥,各个端口的配置消息都不作任何修改,

以后周期性的向外发送配置消息。

AP1:{0,0,0,AP1}

AP2:{0,0,0,AP2}

z端口BP1收到来自Device A的配置消息{0,0,0,AP1},Device

B发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{1,0,1,BP1},

于是更新端口BP1的配置消息。

z端口BP2收到来自Device C的配置消息{2,0,2,CP2},Device

B发现本端口的配置消息{1,0,1,BP2}优于接收到的配置消

息,就把接收到的配置消息丢弃。

BP1:{0,0,0,AP1}

BP2:{1,0,1,BP2}

Device B z Device B对各个端口的配置消息进行比较,选出端口BP1的

配置消息为最优配置消息,然后将端口BP1定为根端口,它的

配置消息不作改变。

z Device B根据根端口BP1的配置消息和根端口的路径开销5,

为BP2端口计算一个指定端口配置消息{0,5,1,BP2}。

z Device B使用计算出来的配置消息{0,5,1,BP2}和端口BP2

上的配置消息进行比较,比较的结果是计算出来的配置消息较

优,则Device B将端口BP2定为指定端口,它的配置消息被

计算出来的配置消息替换,并周期性向外发送。

根端口BP1:

{0,0,0,AP1}

指定端口BP2:

{0,5,1,BP2}

设备

比较过程 比较后端口的配置消息

z

端口CP1收到来自Device A 的配置消息{0,0,0,AP2},Device C 发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2,0,2,

CP1},于是更新端口CP1的配置消息。

z

端口CP2收到来自Device B 端口BP2更新前的配置消息{1,

0,1,BP2},Device C 发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2,0,2,CP2},于是更新端口CP2的配置消息。

CP1:{0,0,0,AP2} CP2:{1,0,1,BP2}

经过比较:

z

端口CP1的配置消息被选为最优的配置消息,端口CP1就被定为根端口,它的配置消息不作改变。

z

将计算出来的指定端口配置消息{0,10,2

,CP2}和端口CP2的配置消息进行比较后,端口CP2转为指定端口,它的配置消息被计算出来的配置消息替换。

根端口CP1: {0,0,0,AP2} 指定端口CP2: {0,10,2,CP2}

z

接着端口CP2会收到Device B 更新后的配置消息{0,5,1,BP2},由于收到的配置消息比原配置消息优,则Device C 触发更新过程。

z

同时端口CP1收到Device A 周期性发送来的配置消息,比较后Device C 不会触发更新过程。

CP1:{0,0,0,AP2} CP2:{0,5,1,BP2}

Device C

经过比较:

z

端口CP2的根路径开销9(配置消息的根路径开销5+端口CP2对应的路径开销4)小于端口CP1的根路径开销10(配置消息的根路径开销0+端口CP1对应的路径开销10),所以端口CP2的配置消息被选为最优的配置消息,端口CP2就被定为根端口,它的配置消息就不作改变。

z

将端口CP1的配置消息和计算出来的指定端口配置消息比较后,端口CP1被阻塞,端口配置消息不变,同时不接收从Device A 转发的数据,直到新的情况触发生成树的计算,比如从Device B 到Device C 的链路down 掉。

阻塞端口CP1: {0,0,0,AP2} 根端口CP2:

{0,5,1,BP2}

经过上表的比较过程,此时以Device A 为根桥的生成树就确定下来了,形状如图1-3所示。

图1-3 计算得到的生成树

Device A Device C 优先级为2

为了便于描述,本例简化了生成树的计算过程,实际的过程要更加复杂。

(2) STP 的配置消息传递机制

z当网络初始化时,所有的设备都将自己作为根桥,生成以自己为根的配置消息,并以Hello Time 为周期定时向外发送。

z接收到配置消息的端口如果是根端口,且接收的配置消息比该端口的配置消息优,则设备将配置消息中携带的Message Age按照一定的原则递增,并启动定时器为这条配置消息计时,

同时将此配置消息从设备的指定端口转发出去。

z如果指定端口收到的配置消息比本端口的配置消息优先级低时,会立刻发出自己的更好的配置消息进行回应。

z如果某条路径发生故障,则这条路径上的根端口不会再收到新的配置消息,旧的配置消息将会因为超时而被丢弃,设备重新生成以自己为根的配置消息并向外发送,从而引发生成树的

重新计算,得到一条新的通路替代发生故障的链路,恢复网络连通性。

不过,重新计算得到的新配置消息不会立刻就传遍整个网络,因此旧的根端口和指定端口由于没有发现网络拓扑变化,将仍按原来的路径继续转发数据。如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话,可能会造成暂时性的环路。

(3) STP定时器

STP计算中,需要使用三个重要的时间参数:Forward Delay、Hello Time和Max Age。

z Forward Delay为设备状态迁移的延迟时间。链路故障会引发网络重新进行生成树的计算,生成树的结构将发生相应的变化。不过重新计算得到的新配置消息无法立刻传遍整个网络,如

果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话,可能会造成暂时性的环路。为此,

STP采用了一种状态迁移的机制,新选出的根端口和指定端口要经过2倍的Forward Delay

延时后才能进入转发状态,这个延时保证了新的配置消息已经传遍整个网络。

z Hello Time用于设备检测链路是否存在故障。设备每隔Hello Time时间会向周围的设备发送hello报文,以确认链路是否存在故障。

z Max Age是用来判断配置消息在设备内保存时间是否“过时”的参数,设备会将过时的配置消息丢弃。

1.1.2 MSTP简介

1. MSTP产生的背景

(1) STP、RSTP存在的不足

STP不能快速迁移,即使是在点对点链路或边缘端口(边缘端口指的是该端口直接与用户终端相连,而没有连接到其它设备或共享网段上),也必须等待2倍的Forward Delay的时间延迟,端口才能迁移到转发状态。

RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol,快速生成树协议)是STP协议的优化版。其“快速”体现在,当一个端口被选为根端口和指定端口后,其进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短,从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。

z RSTP中,根端口的端口状态快速迁移的条件是:本设备上旧的根端口已经停止转发数据,而且上游指定端口已经开始转发数据。

z RSTP中,指定端口的端口状态快速迁移的条件是:指定端口是边缘端口或者指定端口与点对点链路相连。如果指定端口是边缘端口,则指定端口可以直接进入转发状态;如果指定端口连接着点对点链路,则设备可以通过与下游设备握手,得到响应后即刻进入转发状态。

RSTP可以快速收敛,但是和STP一样存在以下缺陷:局域网内所有网桥共享一棵生成树,不能按VLAN阻塞冗余链路,所有VLAN的报文都沿着一棵生成树进行转发。

(2) MSTP的特点

MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol,多生成树协议)可以弥补STP和RSTP的缺陷,它既可以快速收敛,也能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发,从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。关于VLAN的介绍,请参见“接入分册”中的“VLAN配置”。

MSTP的特点如下:

z MSTP设置VLAN映射表(即VLAN和生成树的对应关系表),把VLAN和生成树联系起来。

通过增加“实例”(将多个VLAN整合到一个集合中)这个概念,将多个VLAN捆绑到一个实例中,以节省通信开销和资源占用率。

z 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。

z MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN数据的负载分担。

z MSTP兼容STP和RSTP。

2. MSTP的基本概念

在图1-4中的每台设备都运行MSTP。下面将结合图形解释MSTP的一些基本概念。

图1-4MSTP的基本概念示意图

(1) MST域

MST域(Multiple Spanning Tree Regions,多生成树域)是由交换网络中的多台设备以及它们之间的网段所构成。这些设备具有下列特点:

z都启动了MSTP;

z具有相同的域名;

z具有相同的VLAN到生成树实例映射配置;

z具有相同的MSTP修订级别配置;

z这些设备之间在物理上有链路连通。

例如图1-4中的区域A0,域内所有设备都有相同的MST域配置:

z域名相同;

z VLAN与生成树实例的映射关系相同(VLAN 1映射到生成树实例1,VLAN 2映射到生成树实例2,其余VLAN映射到CIST。其中,CIST即指生成树实例0);

z相同的MSTP修订级别(此配置在图中没有体现)。

一个交换网络可以存在多个MST域。用户可以通过MSTP配置命令把多台设备划分在同一个MST 域内。

(2) VLAN映射表

VLAN映射表是MST域的一个属性,用来描述VLAN和生成树实例的映射关系。

例如图1-4中,域A0的VLAN映射表就是:VLAN 1映射到生成树实例1,VLAN 2映射到生成树实例2,其余VLAN映射到CIST。MSTP就是根据VLAN映射表来实现负载分担的。

(3) IST

IST(Internal Spanning Tree,内部生成树)是MST域内的一棵生成树。

IST和CST(Common Spanning Tree,公共生成树)共同构成整个交换网络的生成树CIST (Common and Internal Spanning Tree,公共和内部生成树)。IST是CIST在MST域内的片段。例如图1-4中CIST在每个MST域内都有一个片段,这个片段就是各个域内的IST。

(4) CST

CST是连接交换网络内所有MST域的单生成树。如果把每个MST域看作是一个“设备”,CST 就是这些“设备”通过STP协议、RSTP协议计算生成的一棵生成树。

例如图1-4中红色线条描绘的就是CST。

(5) CIST

CIST是连接一个交换网络内所有设备的单生成树,由IST和CST共同构成。

例如图1-4中,每个MST域内的IST加上MST域间的CST就构成整个网络的CIST。

(6) MSTI

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。每棵生成树都称为一个MSTI(Multiple Spanning Tree Instance,多生成树实例)。

例如图1-4中,每个域内可以存在多棵生成树,每棵生成树和相应的VLAN对应。这些生成树就被称为MSTI。

(7) 域根

MST域内IST和MSTI的根桥就是域根。MST域内各棵生成树的拓扑不同,域根也可能不同。

例如图1-4中,区域D0中,生成树实例1的域根为设备B,生成树实例2的域根为设备C。

(8) 总根

总根(Common Root Bridge)是指CIST的根桥。

例如图1-4中,总根为区域A0内的某台设备。

(9) 域边界端口

域边界端口是指位于MST域的边缘,用于连接不同MST域、MST域和运行STP的区域、MST域和运行RSTP的区域的端口。

例如图1-4中,如果区域A0的一台设备和区域D0的一台设备的第一个端口相连,整个交换网络的总根位于A0内,则区域D0中这台设备上的第一个端口就是区域D0的域边界端口。

域边界端口在生成树实例上的角色与CIST的角色保持一致,但是Master端口除外,Master端口在CIST上的角色为ROOT端口,但是在其他实例上的角色才为Master端口。

(10) 端口角色

在MSTP的计算过程中,端口角色主要有根端口、指定端口、Master端口、Alternate端口、Backup 端口等。

z根端口:负责向根桥方向转发数据的端口。

z指定端口:负责向下游网段或设备转发数据的端口。

z Master端口:连接MST域到总根的端口,位于整个域到总根的最短路径上。从CST上看,Master端口就是域的“根端口”(把域看作是一个节点)。Master端口在IST/CIST上的角色是根端口,在其它各个实例上的角色都是Master端口。

z Alternate端口:根端口和Master端口的备份端口。当根端口或Master端口被阻塞后,Alternate 端口将成为新的根端口或Master端口。

z Backup端口:指定端口的备份端口。当指定端口被阻塞后,Backup端口就会快速转换为新的指定端口,并无时延的转发数据。当开启了MSTP的同一台设备的两个端口互相连接时就存在一个环路,此时设备会将其中一个端口阻塞,Backup端口是被阻塞的那个端口。

端口在不同的生成树实例中可以担任不同的角色。

图1-5端口角色示意图

连接到总根

MST

请参考图1-5理解上述概念。图中:

z设备A、B、C、D构成一个MST域。

z设备A的端口1、端口2向总根方向连接。

z设备C的端口5、端口6构成了环路。

z设备D的端口3、端口4向下连接其他的MST域。

(11) 端口状态

MSTP中,根据端口是否学习MAC地址和是否转发用户流量,可将端口状态划分为以下三种:

z Forwarding状态:学习MAC地址,转发用户流量;

z Learning状态:学习MAC地址,不转发用户流量;

z Discarding状态:不学习MAC地址,不转发用户流量。

同一端口在不同的生成树实例中的端口状态可以不同。

端口状态和端口角色是没有必然联系的,表1-6给出了各种端口角色能够具有的端口状态(“√”表示此端口角色能够具有此端口状态;“-”表示此端口角色不能具有此端口状态)。

表1-6各种端口角色具有的端口状态

3. MSTP的基本原理

MSTP将整个二层网络划分为多个MST域,各个域之间通过计算生成CST;域内则通过计算生成多棵生成树,每棵生成树都被称为是一个多生成树实例。其中实例0被称为IST,其他的多生成树实例为MSTI。MSTP同STP一样,使用配置消息进行生成树的计算,只是配置消息中携带的是设备上MSTP的配置信息。

(1) CIST生成树的计算

通过比较配置消息后,在整个网络中选择一个优先级最高的设备作为CIST的根桥。在每个MST域内MSTP通过计算生成IST;同时MSTP将每个MST域作为单台设备对待,通过计算在域间生成CST。CST和IST构成了整个网络的CIST。

(2) MSTI的计算

在MST域内,MSTP根据VLAN和生成树实例的映射关系,针对不同的VLAN生成不同的生成树实例。每棵生成树独立进行计算,计算过程与STP计算生成树的过程类似,请参见“1.1.1 4. STP的基本原理”。

MSTP中,一个VLAN报文将沿着如下路径进行转发:

z在MST域内,沿着其对应的MSTI转发;

z在MST域间,沿着CST转发。

4. MSTP在设备上的实现

MSTP同时兼容STP、RSTP。STP、RSTP两种协议报文都可以被运行MSTP的设备识别并应用于生成树计算。

设备除了提供MSTP的基本功能外,还从用户的角度出发,提供了许多便于管理的特殊功能,如下所示:

z根桥保持;

z根桥备份;

z根保护功能;

z BPDU保护功能;

z环路保护功能;

z防止TC-BPDU报文攻击功能;

z MSTP支持接口板的热插拔,同时支持主控板与备板的倒换。

1.1.3 协议规范

相关的协议规范有:

z IEEE 802.1D:Spanning Tree Protocol

z IEEE 802.1w:Rapid Spanning Tree Protocol

z IEEE 802.1s:Multiple Spanning Tree Protocol

1.2 配置任务简介

用户在配置前需要明确各设备在每个生成树实例中所处的地位:根桥地位或者叶子节点地位。每个生成树实例中只有一个设备处于根桥地位,其余设备均处于叶子节点地位。

表1-7MSTP配置任务简介

配置任务说明详细配置

配置MST域必选 1.3.1

指定当前设备为根桥或备份根桥可选 1.3.2

配置MSTP的工作模式可选 1.3.3

配置当前设备的优先级可选 1.3.4

配置MST域的最大跳数可选 1.3.5

配置交换网络的网络直径可选 1.3.6

配置MSTP的时间参数可选 1.3.7 配置根桥

配置超时时间因子可选 1.3.8

配置端口的最大发送速率可选 1.3.9

配置端口为边缘端口可选 1.3.10

配置端口是否与点对点链路相连可选 1.3.11

配置端口识别/发送MSTP报文的方式可选 1.3.12

打开端口状态变化信息显示开关可选 1.3.13

开启MSTP特性必选 1.3.14

配置任务说明

详细配置

配置MST域必选 1.4.1

配置MSTP的工作模式可选 1.4.2

配置超时时间因子可选 1.4.3

配置端口的最大发送速率可选 1.4.4

配置端口为边缘端口可选 1.4.5

配置端口的Path Cost 可选 1.4.6

配置端口的优先级可选 1.4.7

配置端口是否与点对点链路相连可选 1.4.8

配置端口识别/发送MSTP报文的方式可选 1.4.9

打开端口状态变化信息显示开关可选 1.4.10

配置叶子节点

开启MSTP特性必选 1.4.11

执行mCheck操作可选 1.5

配置摘要侦听特性可选 1.6

配置No Agreement Check特性可选 1.7

配置设备的保护功能可选 1.8

z当GVRP和MSTP同时在设备上启动时,GVRP报文将沿着生成树实例CIST进行传播。因此在GVRP和MSTP同时在设备上启动的情况下,如果用户希望通过GVRP在网络中发布某个VLAN,则用户在配置MSTP的VLAN映射表时要保证把这个VLAN映射到CIST(CIST即生成树实例0)上。关于GVRP的相关介绍请参见“接入分册”中的“GVRP配置”。

z MSTP和下列功能互斥:业务环回、RRPP、Smart Link、STP协议的BPDU Tunnel功能,不能同时在端口上配置MSTP和上述功能。

z在二层聚合端口视图下进行的配置,只在二层聚合端口上生效;在聚合成员端口上进行的配置,只在成员端口退出聚合组之后才能生效。关于聚合的介绍请参见“接入分册”中的“链路聚合配置”。

z在二层聚合端口上启用MSTP功能后,MSTP的相关计算只在二层聚合端口上进行,聚合成员端口不再参与MSTP计算。二层聚合端口所对应聚合组中的所有选中成员端口的MSTP使能/关闭状态以及端口转发状态与二层聚合端口保持一致。

z虽然聚合成员端口不参与MSTP计算,但端口上的MSTP相关配置仍然保留,当端口退出聚合组时,该端口将采用这些配置参与MSTP计算。

S7500E系列交换机在配备了OLT业务板的情况下支持用作EPON OLT设备,此时还支持在ONU 端口视图下远程配置ONU设备的STP/RSTP/MSTP功能,消除下挂ONU设备间的环路;以及远程配置ONU设备UNI端口上的RSTP功能,防止UNI端口间和终端用户网络形成环路。

表1-8MSTP配置任务简介

配置任务说明详细配置远程配置ONU设备的MSTP功能可选 1.9

远程配置ONU设备UNI端口上的RSTP功能可选请参见“接入分册”中的“EPON-OLT配置”

1.3 配置根桥

1.3.1 配置MST域

1. 配置过程

表1-9配置MST域

操作命令说明

进入系统视图

system-view-

进入MST域视图stp region-configuration-

配置MST域的域名region-name name 可选

缺省情况下,MST域的域名为设备的MAC 地址

instance instance-id vlan vlan-list 配置VLAN映射表

vlan-mapping modulo modulo 二者可选其一

两个命令都可以实现VLAN映射表的配置

缺省情况下,MST域内所有的VLAN都映射到生成树实例0

配置MST域的MSTP修订级别 revision-level level

可选

缺省情况下,MSTP域的MSTP修订级别

为0

手动激活MST域的配置 active region-configuration 必选显示MST域的所有配置信息 check region-configuration 可选

显示已经生效的MST域的配置信息 display stp region-configuration

可选

display命令可以在任意视图执行

在两台或者多台开启了MSTP特性的设备上,只有当其配置的MST域域名、MST域内所有生成树实例对应的VLAN映射表、MST域的修订级别都分别相同,且这些设备之间有链路相通时,它们才属于同一个MST域。

用户在配置MST域的相关参数,特别是配置VLAN映射表时,会引起MSTP重新计算生成树,从而引起网络拓扑震荡。为了减少这种由于配置引起的震荡,MSTP在处理用户关于域的相关配置时,并不会马上触发生成树重新计算,而是在满足下列条件之一的情况下,这些域的配置才会真正的生效:

z使用命令active region-configuration手工激活配置的MST域相关参数。

z使用命令stp enable使能MSTP功能。

2. 配置举例

# 配置MST域名为info,MSTP修订级别为1,VLAN映射关系为VLAN 2~VLAN 10映射到生成树实例1上,VLAN 20~VLAN 30映射生成树实例2上。

system-view

[Sysname] stp region-configuration

[Sysname-mst-region] region-name info

[Sysname-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10

[Sysname-mst-region] instance 2 vlan 20 to 30

[Sysname-mst-region] revision-level 1

[Sysname-mst-region] active region-configuration

1.3.2 指定当前设备为根桥或备份根桥

MSTP可以通过计算来确定生成树的根桥。用户也可以通过设备提供的命令来指定当前设备为根桥。

1. 指定当前设备为特定生成树的根桥

表1-10指定当前设备为特定生成树的根桥

操作命令说明

进入系统视图system-view-

指定设备为特定生成树的根桥stp [ instance instance-id ] root

primary

必选

缺省情况下,设备不作为根桥

2. 指定当前设备为特定生成树的备份根桥

表1-11指定当前设备为特定生成树的备份根桥

操作命令说明进入系统视图system-view-

指定设备为特定生成树的备份根桥stp [ instance instance-id ] root

secondary

必选

缺省情况下,设备不作为备份根桥

需要注意的是:

z设置当前设备为根桥或者备份根桥之后,用户不能再修改设备的优先级。

z用户可以将当前设备指定为生成树实例(由参数instance instance-id确定)的根桥或备份根桥。如果instance-id取值为0,当前设备将被指定为CIST的根桥或备份根桥。

z当前设备在各棵生成树实例中的角色互相独立,它可以作为一棵生成树实例的根桥或备份根桥,同时也可以作为其他生成树实例的根桥或备份根桥;在同一棵生成树实例中,同一台设备不能既作为根桥,又作为备份根桥。

z在一棵生成树实例中,生效的根桥只有一个;两台或两台以上的设备被指定为同一棵生成树实例的根桥时,MSTP将选择MAC地址最小的设备作为根桥。

z用户可以给同一棵生成树指定多个备份根桥,即可以在两台或两台以上的设备上使用命令给同一棵生成树实例指定备份根桥。

z当根桥出现故障或被关机时,备份根桥可以取代根桥成为指定生成树实例的根桥;但是此时如果用户设置了新的根桥,则备份根桥将不会成为根桥。如果用户为一棵生成树实例配置了

多个备份根桥,当根桥失效时,MSTP将选择MAC地址最小的那个备份根桥作为根桥。

z用户也可以通过设置设备的优先级为0来实现指定当前设备为根桥的目的。关于设备优先级的配置,请参见“1.3.4 配置当前设备的优先级”。

3. 配置举例

# 指定当前设备为生成树实例1的根桥,生成树实例2的备份根桥。

system-view

[Sysname] stp instance 1 root primary

[Sysname] stp instance 2 root secondary

1.3.3 配置MSTP的工作模式

MSTP和RSTP能够互相识别对方的协议报文,可以互相兼容。而STP无法识别MSTP的报文,MSTP为了实现和STP设备的混合组网,同时完全兼容RSTP,设定了三种工作模式:STP兼容模式、RSTP模式、MSTP模式。

z在STP兼容模式下,设备的各个端口将向外发送STP BPDU报文;

z在RSTP模式下,设备的各个端口将向外发送RSTP BPDU报文,当发现与运行STP的设备相连时,该端口会自动迁移到STP兼容模式下工作;

z在MSTP模式下,设备的各个端口将向外发送MSTP BPDU报文,当发现与运行STP的设备相连时,该端口会自动迁移到STP兼容模式下工作。

1. 配置过程

表1-12配置MSTP的工作模式

操作命令说明

进入系统视图system-view-

配置MSTP的工作模式stp mode { stp | rstp |

mstp }

可选

缺省情况下,工作模式为MSTP模式

2. 配置举例

# 配置MSTP的工作模式为STP兼容模式。

system-view

[Sysname] stp mode stp

1.3.4 配置当前设备的优先级

设备的优先级的大小决定了这台设备是否能够被选作生成树的根桥。数值越小表示优先级越高,通过配置较小的优先级,可以达到指定某台设备成为生成树根桥的目的。支持MSTP的设备在不同的生成树实例中可以拥有不同的优先级。

1. 配置过程

表1-13配置当前设备的优先级

操作命令说明进入系统视图system-view-

配置当前设备的优先级stp [ instance instance-id ]

priority priority

可选

缺省情况下,设备优先级取值为32768

z使用命令指定当前设备为根桥或者备份根桥之后,用户不能再修改设备的优先级。

z在生成树根桥的选择过程中,如果设备的优先级取值相同,则MAC地址最小的那台设备将被选择为根。

2. 配置举例

# 配置设备在生成树实例1中的优先级为4096。

system-view

[Sysname] stp instance 1 priority 4096

1.3.5 配置MST域的最大跳数

MST域的最大跳数限制了MST域的规模。配置在域根上的最大跳数将作为MST域的最大跳数。

从MST域内的生成树的根桥开始,域内的配置消息(即BPDU报文)每经过一台设备的转发,跳数就被减1;设备将丢弃收到的跳数为0的配置消息,使处于最大跳数外的设备无法参与生成树的计算,从而限制了MST域的规模。

在MST域中不是生成树根桥的设备将采用根桥设置的最大跳数参数。

1. 配置过程

表1-14配置MST域的最大跳数

操作命令说明

进入系统视图system-view-

配置MST域的最大跳数stp max-hops hops 可选

缺省情况下,MST域的最大跳数为20

MST域的最大跳数越大,说明MST域的规模越大。只有配置在作为域根的设备上的MST域的最大跳数才能限制MST域的规模。

2. 配置举例

# 配置MST域的最大跳数为30。

system-view

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