生成樹協議的常見版本?RSTP在STP基礎上進行了改進,實現了網絡拓撲快速收斂但RSTP和STP還存在同一個缺陷:由于局域網内所有的VLAN共享一棵生成樹,因此被阻塞後鍊路将不承載任何流量,無法在VLAN間實現數據流量的負載均衡,從而造成帶寬浪費,今天小編就來聊一聊關于生成樹協議的常見版本?接下來我們就一起去研究一下吧!
RSTP在STP基礎上進行了改進,實現了網絡拓撲快速收斂。但RSTP和STP還存在同一個缺陷:由于局域網内所有的VLAN共享一棵生成樹,因此被阻塞後鍊路将不承載任何流量,無法在VLAN間實現數據流量的負載均衡,從而造成帶寬浪費。
為了彌補STP和RSTP的缺陷,IEEE于2002年發布的802.1s标準定義了MSTP。MSTP兼容STP和RSTP,既可以快速收斂,又提供了數據轉發的多個冗餘路徑,在數據轉發過程中實現VLAN數據的負載均衡。
STP/RSTP的缺陷部分VLAN路徑不通
如下圖所示,網絡中有SWA、SWB、SWC三台交換機。配置VLAN2通過兩條上行鍊路,配置VLAN3隻通過一條上行鍊路。
為了解決VLAN2的環路問題,需要運行生成樹。設備運行STP/RSTP後,SWC與SWB相連的端口成為預備端口(Discarding狀态),那麼VLAN3的路徑就會被斷開,無法上行到SWB。
無法實現流量分擔
如下圖所示,為了實現流量分擔,需要配置兩條上行鍊路為Trunk鍊路,允許通過所有VLAN;SWA和SWB之間的鍊路也配置為Trunk鍊路,允許通過所有VLAN。将VLAN2的三層接口配置在SWA上,将VLAN3的三層接口配置在SWB上,希望VLAN2和VLAN3分别使用不同的鍊路上行到相應的三層接口。
但是設備運行STP/RSTP後,SWC與SWB相連的端口成為預備端口(Alternate Port)并處于Discarding狀态,則VLAN2和VLAN3的數據都隻能通過一條上行鍊路上行到SWA,無法實現流量分擔。
次優二層路徑
如下圖所示,SWC與SWA和SWB相連的鍊路配置為Trunk鍊路,允許通過所有VLAN;SWA與SWB之間的鍊路也配置為Trunk鍊路,允許通過所有VLAN。
設備運行STP/RSTP後,環路被斷開,VLAN2和VLAN3都直接上行到SWA。在SWA上配置VLAN2的三層接口,在SWB上配置VLAN3的三層接口,那麼,VLAN3到達三層接口的路徑就是次優的。
MSTP對STP和RSTP的改進
MST域内可以生成多棵生成樹,每棵生成樹都稱為一個MSTI。MSTI之間彼此獨立,且每個MSTI的計算過程基本與RSTP的計算過程相同。
MSTP兼容STP和RSTP,既可以快速收斂,又提供了數據轉發的各個冗餘路徑,在數據轉發過程中實現VLAN數據的負載均衡。
MST配置表為了在交換機上标識VLAN和MST Instance的映射關系,交換機維護一個MST配置表(MST Configuration Table)。
由MST配置表可見,一個MSTI可以與一個或多個VLAN對應,但一個VLAN隻能與一個MSTI對應。
MST區域MST域是多生成樹域(Multiple Spanning Tree Region),由交換網絡中的多台交換設備以及它們之間的網段所構成。同一個MST域的設備具有下列特點:
一個局域網可以存在多個MST域,各MST域之間在物理上直接或間接相連。用戶可以通過MSTP配置命令把多台交換設備劃分在同一個MST域内。
MST配置标識被封裝在交換機相互發送的BPDU中,交換機通過MST配置标識(MST Configuration Identifier)來标識自己所在的區域。
如上圖所示,MST配置标識的數據結構包括四部分,隻有四部分設置都相同的相鄰交換機才被認為是在同一個區域中。
在MST域内,MSTP根據VLAN和生成樹實例的映射關系,針對不同的VLAN生成不同的生成樹實例。每棵生成樹獨立進行計算,計算過程與STP計算生成樹的過程類似,可參見STP介紹文中拓撲計算選舉部分。。
MSTI具有以下的特點:
MSTP拓撲變化處理與RSTP拓撲變化處理過程類似,可參見RSTP文中拓撲變化處理部分。
配置MSTP功能示例如下圖所示,SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都運行MSTP。實現VLAN2~VLAN10和VLAN11~VLAN20的流量負載分擔,MSTP引入了多實例。MSTP可設置VLAN映射表,把VLAN和生成樹實例相關聯。
配置思路
操作步驟
1.配置MSTP基本功能
a. 配置SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD到域名為RG1的域内,創建實例MSTI1和實例MSTI2
# 配置SwitchA的MST域。
[SwitchA] stp region-configuration
[SwitchA-mst-region] region-name RG1
[SwitchA-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10
[SwitchA-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20
[SwitchA-mst-region] active region-configuration
[SwitchA-mst-region] quit
# 配置SwitchB的MST域。
[SwitchB] stp region-configuration
[SwitchB-mst-region] region-name RG1
[SwitchB-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10
[SwitchB-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20
[SwitchB-mst-region] active region-configuration
[SwitchB-mst-region] quit
# 配置SwitchC的MST域。
[SwitchC] stp region-configuration
[SwitchC-mst-region] region-name RG1
[SwitchC-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10
[SwitchC-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20
[SwitchC-mst-region] active region-configuration
[SwitchC-mst-region] quit
# 配置SwitchD的MST域。
[SwitchD] stp region-configuration
[SwitchD-mst-region] region-name RG1
[SwitchD-mst-region] instance 1 vlan 2 to 10
[SwitchD-mst-region] instance 2 vlan 11 to 20
[SwitchD-mst-region] active region-configuration
[SwitchD-mst-region] quit
說明
當需要兩台交換設備屬于同一個MST域時,需保證以下信息配置相同:
b. 在域RG1内,配置MSTI1與MSTI2的根橋與備份根橋
# 配置SwitchA為MSTI1的根橋、MSTI2的備份根橋。
[SwitchA] stp instance 1 root primary
[SwitchA] stp instance 2 root secondary
# 配置SwitchB為MSTI1的備份根橋、MSTI2的根橋。
[SwitchB] stp instance 1 root secondary
[SwitchB] stp instance 2 root primary
c. 使能MSTP,實現破除環路
# 在SwitchA上啟動MSTP。
[SwitchA] stp enable
# 在SwitchB上啟動MSTP。
[SwitchB] stp enable
# 在SwitchC上啟動MSTP。
[SwitchC] stp enable
# 在SwitchD上啟動MSTP。
[SwitchD] stp enable
2.将與終端相連的端口設置為邊緣端口
# 配置SwitchC端口GE1/0/1為邊緣端口。
[SwitchC] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] stp edged-port enable
[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1] quit
# 配置SwitchD端口GE1/0/1為邊緣端口。
[SwitchD] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/1] stp edged-port enable
[SwitchD-GigabitEthernet1/0/1] quit
3.配置保護功能,如在各實例的根橋設備的指定端口配置根保護功能
# 在SwitchA端口GE1/0/1上啟動根保護。
[SwitchA] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] stp root-protection
[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1] quit
# 在SwitchB端口GE1/0/1上啟動根保護。
[SwitchB] interface gigabitethernet 1/0/1
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1] stp root-protection
[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1] quit
4.配置設備的二層轉發功能,配置過程略
5.驗證配置結果
在網絡計算穩定後,執行以下操作,驗證配置結果。
# 在SwitchA上執行display stp brief命令,查看端口狀态和端口的保護類型,結果如下:
# 在SwitchB上執行display stp brief命令,結果如下:
# 在SwitchC上執行display stp interface brief命令,結果如下:
# 在SwitchD上執行display stp interface brief命令,結果如下:
說明:
本配置舉例以實例1和實例2為例,因此不用關注實例0中端口的狀态。
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