一、MSTP的发展起源和历程。
为了解决单点故障问题,冗余技术被引入,但随后导致了网络环路的出现。为应对环路问题,STP(生成树协议)技术应运而生。然而,STP存在收敛速度慢等不足之处,因此RSTP(快速生成树协议)被开发出来以改进其性能。尽管RSTP有所提升,但仍有局限性,最终促使了MSTP(多生成树协议)的发展,以进一步优化网络的可靠性和效率。
二、MSTP技术背景
随着信息技术的不断发展,网络通信中对于数据传输效率和稳定性的需求日益增加。传统的生成树协议(STP)和快速生成树协议(RSTP)虽然在一定程度上消除了局域网中的环路问题,但它们在处理复杂网络环境和多业务传输方面存在诸多不足。为了解决这些问题,MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol,多生成树协议)应运而生。
MSTP是在STP和RSTP的基础上发展而来的一种更为先进的网络协议。它通过引入多实例生成树的概念,允许在一个网络中同时存在多个生成树实例,每个实例对应不同的VLAN或用户组。这一创新不仅提高了网络的冗余性和可靠性,还使得网络资源的利用更加灵活和高效。
具体来说,MSTP通过以下方式改善了网络性能:
- 多实例支持:MSTP允许多个生成树实例共存,每个实例可以独立计算其拓扑结构,从而实现针对不同VLAN或用户组的个性化转发路径选择。这不仅减少了广播风暴的发生概率,还提高了网络的整体吞吐量。
- 负载分担:通过多实例生成树的实现,MSTP能够将流量更均匀地分配到不同的路径上,避免了传统单生成树模式下链路带宽的浪费。当某些链路发生故障时,MSTP也能迅速将流量切换到备用路径上,确保业务不中断。
- 快速收敛:MSTP继承了RSTP的快速收敛特性,能够在网络拓扑发生变化时迅速调整生成树结构,减少网络恢复时间。这对于实时性要求较高的应用场景来说至关重要。
- 兼容性:MSTP向下兼容STP和RSTP,这意味着在部署MSTP时,不需要对现有网络进行大规模的改造,降低了升级成本和风险。
三、MSTP的技术目标
MSTP的技术目标主要集中在以下几个方面:
- 提高网络冗余性:通过多实例生成树的实现,MSTP增强了网络的冗余性,确保在链路故障或设备故障时,业务能够迅速切换到备用路径上继续传输。
- 优化资源利用:MSTP通过负载分担机制,将流量更均匀地分配到网络中的各个链路上,避免了链路带宽的浪费,提高了网络资源的整体利用率。
- 增强网络性能:通过减少广播风暴和快速收敛机制,MSTP提高了网络的传输效率和稳定性,满足了现代网络对于高性能的需求。
- 简化网络管理:MSTP提供了丰富的配置选项和监控工具,帮助网络管理员更好地理解和控制网络行为,降低了网络管理的难度和复杂度。
四、MSTP操作实践。
1、实验拓扑
2、实验命令
(1)通用的基础配置
注:由于4个交换机的前置命令基本一致,请注意设备之间的不同配置情况。
lsw1、2、3、4的统一前置配置
<Huawei>system-view
[Huawei]sysname s1
[s1]vlan batch 10 20 30 40 50 60 70 80 //批量创建VLAN
[s1]undo info-center enable
[s1]port-group 1 //创建组
[s1-port-group-1]group-member g0/0/4 //加入的组,每个设备的进入组的接口都不同
[s1-port-group-1]group-member g0/0/1
[s1-port-group-1]group-member g0/0/6
[s1-port-group-1]group-member g0/0/7
[s1-port-group-1]port link-type trunk
[s1-GigabitEthernet0/0/4]port link-type trunk
[s1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[s1-GigabitEthernet0/0/6]port link-type trunk
[s1-GigabitEthernet0/0/7]port link-type trunk
[s1-port-group-1]port trunk allow-pass vlan all
[s1-GigabitEthernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan all
[s1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[s1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk allow-pass vlan all
[s1-GigabitEthernet0/0/7]port trunk allow-pass vlan all
[s1-port-group-1]q
[s1]stp enable //开启stp
[s1]stp mode mstp //开启mstp
[s1]stp region-configuration //进入mst域视图
[s1-mst-region]region-name hcip //mstp的域名为hcip
[s1-mst-region]revision-level 1 //mst域的修订等级为1,不配置的情况下默认为0
[s1-mst-region]instance 1 vlan 10 30 50 70 //实例1关联VLAN10 30 50 70
[s1-mst-region]instance 2 vlan 20 40 60 80 //实例2关联VLAN20 40 60 80
[s1-mst-region]active region-configuration //激活mst域的配置
[s1-mst-region]q
(2)不同设备的设备配置
第一步在s1配置
[s1]stp instance 1 root primary //设置实例1为根网桥
[s1]stp instance 2 root secondary //设置实例2为备用网桥
[s1]display stp instance 1 brief //查看实例1
MSTID Port Role STP State Protection
1 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/6 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/7 DESI FORWARDING NONE
[s1]display stp instance 2 brief //查看实例2
MSTID Port Role STP State Protection
2 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/6 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/7 ALTE DISCARDING NONE
第二步
[s2]stp instance 1 root secondary //设置实例1为备用网桥
[s2]stp instance 2 root primary //设置实例2为根网桥
[s2]display stp instance 1 brief //查看实例1
MSTID Port Role STP State Protection
1 GigabitEthernet0/0/1 ROOT FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/5 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/7 ALTE DISCARDING NONE
[s2]display stp instance 2 brief //查看实例2
MSTID Port Role STP State Protection
2 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/2 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/5 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/7 DESI FORWARDING NONE
第三步
[s3]int g0/0/1
[s3-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable //设置边缘端口
[s3-GigabitEthernet0/0/1]q
[s3]display stp instance 1 brief //查看实例1
MSTID Port Role STP State Protection
1 GigabitEthernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/4 ROOT FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/5 ALTE DISCARDING NONE
[s3]display stp instance 2 brief //查看实例2
MSTID Port Role STP State Protection
2 GigabitEthernet0/0/3 ALTE DISCARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/4 ALTE DISCARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/5 ROOT FORWARDING NONE
第四步
[s4]int g0/0/1
[s4-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable //设置边缘端口
[s4-GigabitEthernet0/0/1]q
[s4]display stp instance 1 brief //查看实例1
MSTID Port Role STP State Protection
1 GigabitEthernet0/0/2 ALTE DISCARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/3 DESI DISCARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/6 ROOT FORWARDING NONE
[s4]display stp instance 2 brief //查看实例2
MSTID Port Role STP State Protection
2 GigabitEthernet0/0/2 ROOT FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/3 DESI FORWARDING NONE
2 GigabitEthernet0/0/6 ALTE DISCARDING NONE
(3)状态信息显示
[s1]display stp instance 1 brief //查看实例1
MSTID Port Role STP State Protection
1 GigabitEthernet0/0/1 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/4 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/6 DESI FORWARDING NONE
1 GigabitEthernet0/0/7 DESI FORWARDING NONE
- GigabitEthernet0/0/1: 作为根桥(ROOT),处于转发状态(FORWARDING),没有启用保护机制(NONE)。
- GigabitEthernet0/0/4: 作为指定桥(DESI),处于转发状态(FORWARDING),没有启用保护机制(NONE)。
- GigabitEthernet0/0/6: 作为指定桥(DESI),处于转发状态(FORWARDING),没有启用保护机制(NONE)。
- GigabitEthernet0/0/7: 作为替代桥(ALTE),处于丢弃状态(DISCARDING),没有启用保护机制(NONE)。
五、总结
MSTP技术通过提供多实例生成树解决方案,有效地解决了STP和RSTP的不足,实现了网络的高效、稳定和安全运行。对于网络管理员来说,理解和掌握MSTP的原理和应用至关重要,以便更好地优化网络架构、提高网络性能。