MSTP 機制原理詳解（圖文精選）
本期給大家分享MSTP工作原理。
一、MSTP相關概念
1. MSTP端口類型
MSTP在RSTP的基礎上新增了2種端口：Master端口和域邊緣端口。
MSTP端口類型 | 描述 |
Root Port | 根端口。離根交換機“最近”的端口，收斂后處于forwarding狀態。 |
Designated Port | 指定端口。該端口發送的BPDU優于接收的BPDU，收斂后處于forwarding狀態。 |
Alternate Port | 替代端口，該端口發送的BPDU比從對端交換機接收的BPDU更差，收斂后處于discarding狀態，根端口的備份，根端口失效，該端口立刻變為根端口 |
Backup Port | 備份端口，該端口發送的BPDU比從本交換機其他端口發送的BPDU更差，收斂后處于discarding狀態，指定端口的備份，指定端口失效，該端口立刻變為指定端口。 |
Disabled | 端口失效 |
Master端口 | 域邊緣端口是指位于MST域的邊緣并連接其它MST域或SST的端口。 |
域邊緣端口 | 如果指定端口位于整個域的邊緣，不再與任何交換設備連接，這種端口叫做邊緣端口。 |
說明：
- 除邊緣端口外，其他端口角色都參與MSTP的計算過程。
- 同一端口在不同的生成樹實例中可以擔任不同的角色。
2. MSTP端口狀態
MSTP定義的端口狀態與RSTP協議中定義相同：
STP端口狀態 | MSTP端口狀態 | 描述 |
Blocking | Discarding | 不學習MAC地址 不轉發用戶流量 |
Listening | ||
Learning | Learning | 學習MAC地址 不轉發用戶流量 |
Forwarding | Forwarding | 學習MAC地址 轉發用戶流量 |
MSTP端口狀態和端口角色對應表：
二、MSTP報文格式
MSTP報文類型和STP、RSTP一樣也有“配置BPDU”和“TCN BPDU”兩種，功能實現基本一致，只不過相關字段上有區別。
1. MSTP的配置BPDU
MSTP的配置BPDU叫做MST BPDU。無論是域內的MST BPDU還是域間的，前36個字節和RST BPDU相同。從第37個字節開始是MSTP專有字段。最后的MSTI配置信息字段由若干MSTI配置信息組連綴而成。
MST BPDU報文格式如下：
MST BPDU中主要信息說明如下表：
2. MSTP的TCP BPDU
MSTP的TCN BPDU如下：
字段說明：
- Protocol Identifier：協議號為0
- Protocol Version Identifier：協議版本號為3，表示為MSTP
- BPDU Type：類型字段均是固定值0x80，表示為TCN BPDU
三、MSTP工作原理
MSTP相關工作原理機制如下：
(1) 具備RSTP的快速收斂機制，象RSTP一樣快速收斂；
(2) 基于實例（Instance）進行生成樹計算，并能把VLAN映射到實例中，從而實現基于VLAN的數據分流，具體實現如下：
- 一個交換機最多可以支持65個實例（編號0-64），一個MSTP的實例相當于一個RSTP生成樹
- 一個VLAN只能映射到一個實例中，一個或若干個VLAN可以映射到同一個實例中，實現基于VLAN的負載均衡
- 不同的實例通過實例號區分，缺省所有vlan和實例0映射，實例0強制存在
1. RSTP的不足
以交換機為單位，只有“一棵樹”，只能實現冗余，所有數據只能走單邊，無法實現數據分流，無法充分利用鏈路帶寬：
2. MSTP的工作原理
把用戶VLAN和實例綁定，通過MSTP的多實例實現用戶數據分流，充分利用鏈路帶寬，滿足用戶業務分流的需求
VLAN10對應instance10裁剪的生成樹topo如下：
VLAN20對應instance20裁剪的生成樹topo如下：
