Protocolo de árbol de expansión STP

Para mejorar la confiabilidad de la red, los enlaces redundantes generalmente se utilizan en redes de conmutadores. Los enlaces redundantes pueden generar riesgos de bucle en los conmutadores y provocar problemas como tormentas de transmisión e inestabilidad de la tabla de direcciones MAC STP (. Spanning Tree Protocol) puede mejorar la confiabilidad y al mismo tiempo evitar varios problemas causados ​​por bucles.

De acuerdo con el principio de reenvío del conmutador, si el conmutador recibe una trama de difusión desde un puerto, o una trama de unidifusión con una dirección MAC de destino desconocida, reenviará la trama a un puerto distinto del de origen. puerto. Todos los demás puertos se reenvían. Si hay un bucle en la red de conmutación, la trama se reenviará indefinidamente, se formará una tormenta de transmisión y la red se inundará con tramas de datos duplicadas.

La función principal de STP: utilizar el algoritmo de árbol de expansión para crear un árbol de expansión con un puerto de un conmutador como raíz en la red Ethernet, bloqueando automáticamente uno o más puertos redundantes de forma lógica para evitar bucles.

El principio de funcionamiento básico de STP es transmitir las condiciones requeridas para el cálculo de STP a través de la interacción de BPDU (Unidad de datos de protocolo de puente) y luego bloquear puertos específicos de acuerdo con un algoritmo específico, obteniendo así una topología de árbol acíclico. .

Para calcular el árbol de expansión, los conmutadores necesitan intercambiar información y parámetros relevantes, que están encapsulados en BPDU (Unidad de datos de protocolo de puente).

Existen dos tipos de BPDU: BPDU de configuración y BPDU TCN (BPDU de cambio de topología).

La elección del puente raíz en STP se basa en el ID del puente. Cada switch en STP tendrá un ID de puente. La ID del puente consta de una prioridad de puente de 16 bits y una dirección MAC de 48 bits. En la red STP, la prioridad del puente es configurable. El rango de valores es 0 ~ 65535 y el valor predeterminado es 32768. El dispositivo con la prioridad más alta (cuanto menor sea el valor, mayor será la prioridad) será elegido como puente raíz. Si las prioridades son las mismas, se compararán las direcciones MAC. Cuanto menor sea la dirección MAC, mayor será la prioridad.

Cuando un conmutador no raíz elige un puerto raíz, se basa en el costo de la ruta raíz del puerto, el BID del par (ID del puente), el PID del par (ID del puerto) y el PID local.

Cada puerto del switch tiene un parámetro Port Cost, que representa el valor del costo del puerto en STP. De forma predeterminada, el costo de un puerto está relacionado con el ancho de banda del puerto. Cuanto mayor sea el ancho de banda, menor será el costo. Puede haber varias rutas desde un puente no raíz hasta el puente raíz. Cada ruta tiene un valor de costo total. Este valor de costo es la suma de los costos de todos los puertos que reciben BPDU en la ruta (es decir, el puerto entrante). de la BPDU). El puente no raíz selecciona la ruta más corta al puente raíz comparando los costos de ruta de múltiples rutas. El costo de la ruta más corta se llama RPC (Costo de ruta raíz) y genera una red de árbol sin bucles. El costo de la ruta raíz del puente raíz es 0.

Si los costos de ruta acumulados calculados de dos o más puertos son los mismos, entonces el puerto con el BID más pequeño del remitente se selecciona como puerto raíz.

Cada puerto que ejecuta un conmutador STP tiene un ID de puerto, que consta de la prioridad del puerto y el número de puerto. El rango de valores de prioridad del puerto es de 0 a 240, con un tamaño de paso de 16, es decir, el valor debe ser un múltiplo entero de 16.

De forma predeterminada, la prioridad del puerto es 128. El ID de puerto (ID de puerto) se puede utilizar para determinar la función del puerto, y el que tiene el valor menor tiene prioridad.

El puerto que impide que otros puertos (ya sean propios u otros dispositivos) envíen mensajes BPDU en un segmento de red es el puerto designado del segmento de red.

Cada puerto del puente raíz es siempre un puerto designado.

Los puertos correspondientes al puerto raíz (es decir, los puertos conectados directamente al puerto raíz) son todos puertos designados.

El puerto designado se elige comparando primero el costo de ruta acumulativo. El puerto con el costo de ruta acumulativo más pequeño es el puerto designado. Si los costos de ruta acumulativos son los mismos, se comparan los ID de puente de los conmutadores donde están ubicados los puertos y se elige el puerto con el ID de puente más pequeño como puerto designado. Si no se puede seleccionar el puerto en función del costo de ruta acumulativo y la ID del puente, se comparará la ID del puerto y se elegirá el puerto con la ID de puerto más pequeña como puerto designado. (Misma elección de puerto raíz)

Después de que la red converge, solo el puerto designado y el puerto raíz pueden reenviar datos. Otros puertos son puertos de reserva, que están bloqueados y no pueden reenviar datos. Solo pueden recibir mensajes BPDU del conmutador designado en el segmento de red conectado y usarlos para monitorear el estado del enlace.

1. Reenvío: estado de reenvío. El puerto puede reenviar tanto el tráfico del usuario como los paquetes BPDU. Solo el puerto raíz o el puerto designado pueden ingresar al estado de Reenvío.

2. Aprendizaje: estado de aprendizaje. El puerto puede crear una tabla de direcciones MAC basada en el tráfico de usuarios recibido, pero no reenvía el tráfico de usuarios. El estado de Aprendizaje se agrega para evitar bucles temporales.

3. Escucha: estado de escucha. El puerto puede reenviar paquetes BPDU, pero no puede reenviar tráfico de usuario.

4. Bloqueo: estado de bloqueo. El puerto solo puede recibir y procesar BPDU, pero no puede reenviar BPDU ni tráfico de usuarios. Este estado es el estado final del puerto de reserva.

5. Deshabilitado: estado deshabilitado. El puerto no procesa ni reenvía paquetes BPDU ni reenvía tráfico de usuario.

En una topología STP estable, los puentes que no son raíz recibirán regularmente mensajes BPDU del puente raíz. Si el puente raíz falla y deja de enviar mensajes BPDU, el conmutador descendente no podrá recibir mensajes BPDU del puente raíz. Si el conmutador descendente nunca recibe mensajes BPDU, el temporizador de Edad máxima expirará (el valor predeterminado de Edad máxima es 20 segundos), lo que provocará que los mensajes BPDU recibidos dejen de ser válidos. En este momento, los conmutadores no raíz enviarán configuraciones a cada uno. otro mensaje BPDU para reelegir un nuevo puente raíz. La falla del puente raíz dará como resultado un tiempo de recuperación de aproximadamente 50 segundos, que es aproximadamente igual a Max Age más el doble del tiempo de convergencia del Forward Delay.

1. SWA y SWB están interconectados mediante dos enlaces, uno de los cuales es el enlace principal y el otro es el enlace de respaldo. Después de que el árbol de expansión converja normalmente, si el SWB detecta una falla física en el enlace del puerto raíz, su puerto alternativo migrará a los estados de escucha, aprendizaje y reenvío, y volverá al estado de reenvío después del doble del retardo de reenvío.

2. SWB está interconectado con SWA a través de dos enlaces a través del hub. Cuando el enlace activo falla, SWB no ha detectado pérdida de señal, por lo que permanece en el estado original. Sin embargo, el puerto raíz ya no puede. recibir datos Cuando un mensaje BPDU llega al puente raíz, después de que pasa el tiempo T=Max_Age-Message_Age, el mensaje BPDU original caduca y el puerto alternativo del SWB migrará a los estados de escucha, aprendizaje y reenvío, y volverá a. el estado de reenvío después del doble del retardo de reenvío. Por lo tanto, el enlace se recupera después de 2xForward_Time (Max_Age-Message_Age).

Se produjo algún tipo de fallo en el enlace entre SWB y SWA (fallo de capa no física), por lo que SWB nunca recibió mensajes BPDU de SWA. Después de esperar a que expire el temporizador Max Age, SWB pensará que el puente raíz SWA ya no es válido y que es el puente raíz, por lo que comenzará a enviar sus propios mensajes BPDU a SWC para notificar a SWC que es el nuevo raíz. puente. Durante este período, el puerto alternativo del SWC ya no puede recibir mensajes BPDU que contengan la ID del puente raíz original. Después de que expire el temporizador de antigüedad máxima, el SWC cambiará el puerto alternativo al puerto designado y reenviará los mensajes BPDU desde su puerto raíz al SWB. Por lo tanto, después de que expire el temporizador de edad máxima, SWB y SWC recibirán BPDU de la otra parte casi al mismo tiempo. Después del recálculo de STP, SWB deja de pretender ser el puente raíz y vuelve a determinar la función del puerto. Después de que falla un enlace indirecto, el puerto tarda unos 50 segundos en volver al estado de reenvío debido a la necesidad de esperar la edad máxima más el doble del tiempo de retardo de reenvío.

La topología experimental se muestra en la figura anterior. La dirección IP de PCA es 2.2.2.1/24 y la dirección IP de PCB está configurada como 2.2.2.2/24.

Debido a la existencia de un bucle en la red, se puede observar que los indicadores de todos los puertos de interconexión del switch y los puertos conectados al host parpadean rápidamente, indicando que se ha formado una tormenta de difusión. En este momento, la PCA no puede hacer ping a la PCB.

En SW1, ejecute el comando stp mode para configurar el modo de protocolo de árbol de expansión en RSTP y ejecute el comando stp enable para habilitar el protocolo de árbol de expansión en el conmutador.

Las configuraciones de SW2, SW3 y SW4 son las mismas que SW1. Después de habilitar el protocolo de árbol de expansión, puede ver que las luces indicadoras en cada puerto del conmutador dejan de parpadear rápidamente y la red vuelve a la normalidad. En este momento, la PCA puede hacer ping a la PCB.

Utilice el comando display stp brief para ver el estado de STP y la función del puerto de cada puerto del conmutador:

De lo anterior, podemos ver que el puerto raíz de cada conmutador es el puerto conectado a SW3 y SW3 no existe el puerto raíz, lo que indica que SW3 es el puente raíz en la red.

Se sabe en 2 que SW3 es el puente raíz actual. Podemos especificar el puente raíz mediante el siguiente comando:

Esta configuración establece SW1 como el puente raíz y SW2 como el. Puente raíz de respaldo También podemos controlar la elección del puente raíz cambiando la prioridad del puente, cambiando la prioridad de SW3 a 8192 y la prioridad de SW2 a 4096.

Ver información de STP:

Puedes ver que SW2 se ha convertido en el nuevo puente raíz.

Después del paso 3, el puerto GigabitEthernet0/0/3 de SW3 es el puerto raíz y está interconectado con el puente raíz SW2. La prioridad del puerto predeterminada es 128. Cuanto mayor sea el valor, menor será la prioridad.

Establezca la prioridad del puerto GigabitEthernet0/0/3 de SW2 en 32 y la prioridad del puerto GigabitEthernet0/0/6 en 16:

Nota: Esto es para modificar la prioridad del puerto SW2, en lugar de que modificar la prioridad del puerto de SW3.

Compruebe la función del puerto en SW3:

El puerto GigabitEthernet0/0/6 de SW3 se ha convertido en el puerto raíz.

GigabitEthernet0/0/3 de SW4 es el puerto de reemplazo, GigabitEthernet0/0/3 de SW1 es el puerto designado y el costo de ruta de GigabitEthernet0/0/2 del puerto SW1 se modifica a 2000000.

Ver información de la función del puerto actual.

STP puede proporcionar una red sin bucles, pero la velocidad de convergencia es lenta. Si la topología de la red STP cambia con frecuencia, la red también perderá conectividad con frecuencia, lo que provocará frecuentes interrupciones en las comunicaciones de los usuarios. El protocolo RSTP de árbol de expansión rápida utiliza el mecanismo de propuesta/acuerdo para garantizar la negociación oportuna del enlace, evitando así de manera efectiva que el temporizador de convergencia expire antes de la convergencia del árbol de expansión.

Hay cuatro tipos de roles de puerto RSTP: puerto raíz, puerto designado, puerto alternativo y puerto de respaldo.

Puerto alternativo: un puerto bloqueado debido al conocimiento de una mejor configuración de los mensajes BPDU enviados por otros puentes utilizados como puerto de respaldo para el puerto raíz.

Puerto de respaldo: un puerto bloqueado debido al conocimiento del mensaje BPDU de mejor configuración enviado por sí mismo y utilizado como puerto de respaldo para el puerto designado.

En estado de descarte, el puerto no reenvía el tráfico de usuarios ni aprende direcciones MAC.

Estado de aprendizaje, el puerto no reenvía el tráfico del usuario pero aprende las direcciones MAC.

Estado de reenvío, el puerto reenvía el tráfico de usuario y aprende las direcciones MAC.

La convergencia RSTP sigue los principios básicos de STP. Cuando se inicializa la red, todos los conmutadores RSTP de la red se consideran el "puente raíz" y configuran cada puerto como un puerto designado. En este momento, el puerto está en el estado Descartando.

Cada conmutador que se considera el "puente raíz" genera un mensaje RST BPDU para negociar el estado del puerto del segmento de red especificado. El bit de propuesta en el campo Banderas de este mensaje RST BPDU debe ser. colocar. Cuando un puerto recibe un mensaje RST BPDU, el puerto compara el mensaje RST BPDU recibido con el mensaje RST BPDU local. Si el mensaje RST BPDU local es mejor que el mensaje RST BPDU recibido, el puerto descartará el mensaje RST BPDU recibido y enviará un mensaje RST BPDU local con la propuesta configurada para responder al dispositivo par.

Después de confirmar que el puerto designado descendente ha migrado al estado Descartando, el dispositivo envía un mensaje RST BPDU para responder al mensaje de propuesta enviado por el conmutador ascendente. Durante este proceso, el puerto ha sido confirmado como el puerto raíz, por lo que el bit de bandera del Acuerdo y la función del puerto raíz se configuran en el campo Banderas del mensaje RST BPDU.

En la etapa final del proceso de P/A, después de que el switch ascendente recibe el mensaje RST BPDU con el Acuerdo establecido, el puerto designado pasa inmediatamente del estado Descartando al estado de Reenvío, y luego el puerto descendente El segmento de red comienza a utilizar el mismo. El proceso P/A negocia las funciones del puerto.

En primer lugar, RSTP define los cambios en la topología de la red como cambios en las funciones de los puertos, porque los cambios en la topología de la red pueden describirse como transiciones entre los estados de reenvío/bloqueo de algunos puertos de la red, y RSTP combina las funciones de los puertos y el puerto. roles El estado del puerto está claramente definido (aquí es donde RSTP es superior a STP).

En segundo lugar, los cambios en las funciones del puerto RSTP afectan directamente a los cambios en el estado del puerto. El puerto R, el puerto D y el puerto perimetral están en el estado de reenvío; el puerto alternativo (en adelante denominado puerto A) y el puerto de respaldo están en el estado de descarte.

Si un enlace falla, los puertos en ambos extremos del enlace cambian del estado de reenvío al estado de bloqueo. Desde el punto de vista del protocolo Spanning Tree, no hace que la red forme un bucle. RSTP solo necesita encontrar un puerto adecuado en el estado de bloqueo y convertirlo al estado de reenvío para volver a conectar la topología. Dado que RSTP ya ha asignado el puerto A de respaldo del puerto R durante el cálculo, si el puerto R cambia del estado de reenvío al estado de bloqueo, el puerto A correspondiente cambiará al estado de reenvío de manera similar, D; - El color del puerto también se puede lograr configurando el puerto de respaldo correspondiente en reenvío. El puerto perimetral no afecta el cálculo del árbol de expansión, por lo que se ignora. De esta manera, cuando el estado de un determinado puerto cambia de reenvío a bloqueo, no es necesario volver a calcular RSTP (¿le resulta un poco familiar? Parece que he visto un algoritmo que utiliza directamente la ruta de respaldo sin cálculo). Si eres inteligente, debes haber pensado en: DUAL).

Debido a la conectividad de un determinado enlace, el dominio del árbol de expansión puede formar un bucle. En RSTP, este comportamiento se define como el puerto D que se convierte del estado de bloqueo al estado de reenvío. El mecanismo de verificación correspondiente debe ser el mecanismo P/A, es decir, desde el puerto D que necesita ingresar al estado de reenvío. Se recomienda que el otro extremo realice la sincronización. Después de la confirmación, ingrese al estado de reenvío.

Después de recibir el mensaje de "Consejo", el Bridge peer bloquea todos sus propios D-Ports y devuelve un mensaje de "Acepto" al remitente del mensaje de "Consejo"; por otro lado, bloquea el suyo; Puerto propio síncrono. Hay dos tipos de sincronización: si el puerto es un E-Port, o originalmente estaba en un estado de no reenvío, se "sincroniza" si el puerto estaba originalmente en un estado de reenvío y vuelve a ingresar al estado de reenvío; estado, "avisará" al otro extremo y esperará.

A continuación se demostrará el proceso del mecanismo P/A con la ilustración:

1. Establezca un nuevo vínculo entre B y E. Primero, seleccione la función del puerto

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2. B y E intercambian BPDU a través de este enlace. Dado que las BPDU enviadas por el puerto B son superiores, la función del puerto B es D-Port. Al mismo tiempo, E recibe más BPDU de B que de C. El recibido es mejor, por lo que E convierte el puerto conectado a B en puerto raíz y, al mismo tiempo, el puerto conectado a C se convierte en puerto A.

Cabe señalar que RSTP ha mejorado el reenvío del puerto raíz en comparación con STP. Una vez que se determina el antiguo estado de no reenvío del R-Port y se determina el nuevo R-Port, el nuevo R-Port ingresa inmediatamente al estado de reenvío. >

3. En este momento, el puerto B todavía está en el estado Descartando y espera ingresar al estado de Reenvío, por lo que enviará la BPDU de configuración con la "Propuesta" configurada desde el Puerto D a E después de que E reciba el mensaje; BPDU, ingresa al estado de sincronización: convierta todos los puertos en estado de reenvío para descartar y verificar la sincronización del puerto

4. Desde el principio de sincronización, solo el puerto conectado a D en E está en estado de reenvío, por lo que E continúa; para bloquear el puerto y devuelve una BPDU con "Aceptar" establecido en B. Desde entonces, el enlace B-E se ha sincronizado y el tráfico se reenvía inmediatamente y dado que el puerto conectado a E por D es el puerto A, las BPDU no se reenvían, por lo que la BPDU configurada como "Propuesta" enviada por E no será configurada por el "Acuerdo" respuesta de BPDU. El puerto seguirá bloqueado.

La topología experimental se muestra en la figura anterior. Cada puerto del conmutador pertenece a la VLAN1, la dirección IP de PCA es 2.2.2.1/24 y la dirección IP de PCB está configurada como 2.2.2.2. /24.

Pruebe la conectividad entre SW2 y SW3:

Verifique la función del puerto de SW2

GigabitEthernet0/0/3 de SW2 es el puerto raíz, use ping para Pruebe la conectividad S1 a S2 20 veces.

Consejo: SW2 cierra inmediatamente la interfaz GigabitEthernet0/0/3 de SW3 después de realizar la operación de ping.

Ver la función del puerto de SW2

GigabitEthernet0/0/6 de SW2 se convierte en el puerto raíz, el puerto entra en el estado REENVÍO y se agota el tiempo de espera de 1 paquete.

En SW1, ejecute el comando stp mode para configurar el modo de protocolo de árbol de expansión en RSTP y ejecute el comando stp enable para habilitar el protocolo de árbol de expansión en el conmutador.

Las configuraciones de SW2, SW3 y SW4 son las mismas que SW1.

Configure SW2 como árbol de expansión STP y mantenga otras configuraciones sin cambios.

Ver información de función del puerto SW2

GigabitEthernet0/0/3 de SW2 es el puerto raíz. Utilice ping para probar la conectividad de S1 a S2 30 veces.

Consejo: SW2 cierra inmediatamente la interfaz GigabitEthernet0/0/3 de SW3 después de realizar la operación de ping.

Ver información del puerto SW2

GigabitEthernet0/0/6 de SW2 se convierte en el puerto raíz, el puerto entra en el estado REENVÍO y se agotan el tiempo de espera de 16 paquetes.

RSTP es compatible con STP, pero el modo de convergencia opera en modo STP.

Independientemente de si es STP o RSTP, la VLAN no se considera al calcular el árbol de expansión en la red. Todos se aplican a una única instancia de árbol de expansión. En otras palabras, todas las VLAN en STP y RSTP comparten el mismo árbol de expansión.

Para resolver este problema, Cisco propuso el árbol de expansión de segunda generación: PVST, PVST.

Según el protocolo PVST, cada VLAN tiene un árbol de expansión y se envía una BPDU cada 2 segundos. Para una red con decenas de millones de VLAN, es difícil mantener tantos árboles de expansión. cada 2 segundos para cada VLAN también es abrumador para el conmutador.

Para resolver las dificultades causadas por PVST, Cisco propuso el árbol de expansión de tercera generación: el protocolo de árbol de expansión múltiple MST (MSTP). MSTP puede agrupar numerosas VLAN en la red y asignar VLAN en grupos. El grupo aquí es la instancia MST (Instancia) que se menciona más adelante. Hay un árbol de expansión para cada instancia y las BPDU se envían solo a la instancia. Esto logra el equilibrio de carga.

El protocolo de árbol de expansión múltiple (MSTP) es un nuevo protocolo de árbol de expansión definido en IEEE 802.1s. En pocas palabras, STP/RSTP se basa en puertos, PVST+ se basa en VLAN y MSTP se basa en instancias. En comparación con STP/RSTP y PVST, MSTP introduce los conceptos de "Instancia" y "Región".

La llamada "instancia" es una colección de múltiples VLAN. La instancia puede ahorrar gastos generales de comunicación y uso de recursos. El cálculo de la topología MSTP es independiente y el equilibrio de carga se puede lograr en estas instancias. Las VLAN con la misma topología se asignan a una determinada instancia y el estado de reenvío de estas VLAN en el puerto. dependerá del estado de reenvío de la instancia correspondiente en MSTP

La llamada "región" es la región MST), que consta de nombre de dominio (nombre de configuración), nivel de revisión (nivel de revisión). selector de formato (selector de formato de identificador de configuración), mapeo de VLAN e instancia (asignación de VID a árboles de expansión), en el que nombre de dominio, selector de formato y nivel de revisión Hay campos relacionados en el mensaje BPDU y la relación de mapeo entre VLAN e instancia muestra información resumida (Resumen de configuración) en el mensaje BPDU. El resumen es una firma de 16 bytes calculada en función de la relación de mapeo. Solo se incluyen los cuatro conmutadores que son iguales y están conectados entre sí. el mismo dominio Como se muestra en la figura anterior, todos los conmutadores en cada dominio tienen la misma configuración de dominio MST (tienen el mismo nombre de dominio; tienen la misma configuración de asignación de instancias de árbol de expansión de VLAN; tienen la misma configuración de dominio MST). configuración de nivel). De forma predeterminada, el nombre de dominio es la dirección MAC del puente del conmutador, el nivel de revisión es igual a 0, el selector de formato es igual a 0 y todas las VLAN están asignadas a la instancia 0 de MSTP. función y se llama CIST (Árbol de expansión interno común), que es un árbol de expansión interno y público. Otras instancias se denominan MSTI (Instancia de árbol de expansión múltiple), que es una instancia de árbol de expansión múltiple de CIST a través de STP / RSTP. El árbol de expansión y la composición del dominio calculada por MSTP son para garantizar que todas las LAN conectadas en puente sean simples y completamente conectadas. STP/RSTP también calcula el CST (árbol de expansión común) y se utiliza para conectar el dominio MST de un único árbol de expansión.

IST (árbol de expansión interno) es la conectividad proporcionada por CIST dentro de un dominio MST determinado. Como se muestra en la figura anterior, si cada dominio MST se considera un "conmutador", CST es un árbol de expansión calculado por estos "conmutadores" a través de los protocolos STP/RSTP o MSTP. IST es un fragmento de CIST en el dominio MST y es una instancia especial de múltiples árboles de expansión.

En comparación con STP y RSTP, MSTP introduce los conceptos de raíz total y raíz regional. La raíz común es un concepto global. Solo puede haber una raíz común para todos los conmutadores interconectados que ejecutan STP/RSTP/MSTP, que es la raíz del CIST. La raíz regional es un concepto local, que es relativo a un dominio determinado. Por ejemplo. Como se muestra en la figura anterior, todos los dispositivos conectados tienen solo una raíz y la cantidad de raíces de dominio contenidas en cada dominio está relacionada con la cantidad de instancias.

En comparación con STP y RSTP, MSTP introduce los conceptos de costo de ruta externa y costo de ruta interna. El costo de la ruta externa es relativo a CIST, y el costo de la ruta externa dentro del mismo dominio es el mismo en relación con una determinada instancia dentro del dominio, y el mismo puerto corresponde a diferentes costos de ruta interna para diferentes instancias.

En comparación con STP y RSTP, MSTP introduce los conceptos de puerto de borde de dominio y puerto maestro. Los puertos de borde de dominio son puertos que conectan diferentes dominios MST, dominios y áreas MST que ejecutan STP y dominios y áreas MST que ejecutan RSTP. Están ubicados en el borde del dominio MST en un dominio que no contiene la raíz general, el Maestro. el puerto son todos los puertos fronterizos. Entre ellos, el puerto con el costo mínimo para llegar a la raíz principal, es decir, el puerto que conecta el dominio MST con la raíz principal, se encuentra en la ruta más corta desde todo el dominio hasta la raíz principal; el puerto alternativo es el puerto de respaldo del puerto maestro. Si el puerto maestro está bloqueado, el puerto alternativo se convertirá en el nuevo puerto maestro.

Los algoritmos y principios utilizados por el protocolo MSTP para calcular el árbol de expansión son similares a los de STP/RSTP. Sin embargo, debido a que parámetros como el dominio y el costo de la ruta interna se introducen en MSTP, el vector de prioridad en. MSTP es de 7 dimensiones, mientras que STP/RSTP es de 5 dimensiones.

El vector de prioridad en STP/RSTP es:

{Identificador del puente raíz, costo de la ruta raíz, identificador del puente, identificador del puerto de envío de mensajes BPDU, identificador del puerto de recepción de mensajes BPDU}

El vector de prioridad en MSTP es:

{Identificador del puente raíz CIST, costo de la ruta raíz externa CIST, identificador raíz del dominio CIST, costo de la ruta raíz interna CIST, CIST especifica el identificador del puente, CIST especifica el identificador de puerto, identificador de puerto de recepción CIST}

El identificador de puente en STP/RSTP es en realidad el identificador del dispositivo que envía la BPDU, que es el mismo que en MSTP especifica la correspondencia del identificador de puente. Hay dos situaciones para el identificador de raíz del dominio CIST en MSTP. Una es en el dominio donde se encuentra la raíz general y este campo en el mensaje BPDU es el identificador de la raíz general de referencia. La otra situación es en el dominio que lo hace. no contiene la raíz general. El mensaje BPDU. Este campo es el identificador del dispositivo maestro de referencia. Cuando se inicializa la entidad que ejecuta MSTP, se considera la raíz general y la raíz regional. A través de mensajes de configuración interactivos, calcula el árbol de expansión CIST y MSTI de acuerdo con el vector de 7 dimensiones presentado anteriormente.

Los dispositivos de la red envían y reciben mensajes BPDU y, después de comparar los mensajes de configuración, seleccionan un conmutador con la mayor prioridad en toda la red como raíz del árbol CIST. Dentro de cada región MST, MSTP genera IST mediante cálculo; al mismo tiempo, MSTP trata cada región MST como un único conmutador y genera CST entre regiones MST mediante cálculo. Como se mencionó anteriormente, CST e IST constituyen el CIST de toda la red de conmutadores.

En la región MST, MSTP genera diferentes instancias de árbol de expansión para diferentes VLAN según la relación de mapeo entre las VLAN y las instancias de árbol de expansión. Cada árbol de expansión se calcula de forma independiente y el proceso de cálculo es similar al proceso de cálculo del árbol de expansión de STP/RSTP.

Características de MSTI:

El procesamiento de cambios de topología MSTP es similar al procesamiento de cambios de topología RSTP.

Solo existe un criterio para detectar si la topología cambia en RSTP: un puerto no perimetral migra al estado de reenvío.

De esta forma, se producirá una inundación RST BPDU en la red.

Defina VLAN1-10 para que pertenezca a la INSTANCIA 1 y VLAN11-20 para que pertenezca a la INSTANCIA 2.

Configurar la prioridad de SW2 en la instancia 1 a 4096 y la prioridad en la instancia 2 a 8192.

Configurar la prioridad de SW3 en la instancia 2 a 4096 y la prioridad en la instancia 1 a 8192.

Comprueba el estado de la instancia 1 y la instancia 2.

SW2 es el puente raíz de la instancia 1 y SW3 es el puente raíz de la instancia 2.

Ver la función del puerto de la instancia 1 de MSTP

En la instancia 1, SW2 es el puente raíz. Los usuarios de la VLAN 1 a la VLAN10 de SW1 pasan a través de la interfaz GigabitEthernet0/0/1 y. SW2, SW3, Comunicación de usuario desde VLAN 1 a VLAN10 de SW4.