通信工程師培訓(xùn)交換技術(shù)STP/RSTP/MSTP協(xié)議

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5.2.1  STP/RSTP/MSTP協(xié)議
生成樹協(xié)議主要是為了解決以下幾個(gè)問題：
消除橋接網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑回環(huán)；
對(duì)當(dāng)前活動(dòng)路徑產(chǎn)生阻塞、斷鏈等問題時(shí)提供冗余備份路徑
生成樹算法的基本思想是：在網(wǎng)橋之間傳遞特殊的消息，使之能夠據(jù)此來計(jì)算生成樹。這種特殊的消息稱為“配置消息（Configuration BPDU）”或者“配置BPDU”。通過BPDU信息的傳送，首先在網(wǎng)絡(luò)中選出根交換機(jī)（也稱根橋），然后計(jì)算各路徑的優(yōu)劣，打開（處于forwaring狀態(tài)）或者阻塞（discarding狀態(tài)）相應(yīng)的鏈路。
STP是一種二層管理協(xié)議，它通過有選擇地阻塞網(wǎng)絡(luò)冗余鏈路來達(dá)到消除網(wǎng)絡(luò)二層環(huán)路的目的，同時(shí)具備鏈路備份的功能。STP掌管著端口的轉(zhuǎn)發(fā)大權(quán)--“小樹枝抖一抖，上層協(xié)議就得另謀生路”。
如下圖，BPDU在各交換機(jī)之間傳播。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，交換機(jī)A被選為網(wǎng)絡(luò)的根橋，交換機(jī)B和C之間、交換機(jī)B和D之間的鏈路被阻塞。最終，網(wǎng)絡(luò)形成了以交換機(jī)A為根的一棵拓?fù)錁洌瑳]有環(huán)路。假設(shè)交換機(jī)A和C之間鏈路斷開，則原來處于阻塞狀態(tài)B和C之間鏈路將變成forwarding，使的交換機(jī)C可以通過B到達(dá)根橋。

STP阻塞網(wǎng)絡(luò)環(huán)路

STP：IEEE Std 802.1D-1998定義，不能快速遷移。即使是在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路或邊緣端口，也必須等待2倍的forward delay的時(shí)間延遲，網(wǎng)絡(luò)才能收斂。
RSTP：IEEE Std 802.1w定義，在STP基礎(chǔ)上做了三點(diǎn)改進(jìn)，使收斂速度更快：1）引入了Alternate端口和backup端口角色；2）引入點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路概念；3）引入了邊緣端口概念。RSTP可以快速收斂，卻存在以下缺陷：局域網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)橋共享一棵生成樹，不能按vlan阻塞冗余鏈路。
MSTP：IEEE Std 802.1s定義，一種新型多實(shí)例化生成樹協(xié)議。其精妙之處在于它把支持MSTP的交換機(jī)和不支持MSTP的交換機(jī)劃分為不同的區(qū)域，分別成為MST域和SST域。在MST域內(nèi)部運(yùn)行多實(shí)例的生成樹，在MST域的邊緣運(yùn)行RSTP兼容的內(nèi)部生成樹。MSTP具有VLAN認(rèn)知能力，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，可以實(shí)現(xiàn)類似于RSTP的端口快速切換，可以捆綁多個(gè)VLAN到一個(gè)實(shí)例中以降低資源利用率。MSTP可以很好的向下兼容STP/RSTP協(xié)議。它允許不同VLAN的流量沿各自的路徑分發(fā)，從而為冗余鏈路提供了更好的負(fù)載分擔(dān)機(jī)制。
如下圖，A是VLAN2的根橋，B是VLAN3的根橋。因此，B和C之間VLAN2 Access鏈路、A和D之間VLAN3 Access鏈路被阻塞掉。

MSTP根據(jù)VLAN進(jìn)行阻塞鏈路

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