数据中心解决方案高可用技术白皮书

日期：2008年2月17日作者：

MSTP协议引入了域的概念，域由域名、修订级别、VLAN与实例的映射关系组成，只有三者都一样的互联的交换机才认为在同一个域内。缺省时，域名就是交换机的第一个MAC地址，修订级别等于0，所有的VLAN都映射到实例0上。在同一个域内的交换机将互相传播和接收不同生成树实例的配置消息，保证所有生成树实例的计算在全域内进行；而不同域的交换机仅仅互相传播和接收CIST生成树的配置消息，MSTP协议利用CIST保证全网络拓扑结构的无环路存在，也是利用CIST保持了同STP/RSTP的向上兼容，因此从外部来看，一个MSTP域就相当于一个交换机，对不同的域、STP、RSTP交换机是透明的。

MSTP相对于之前的各种生成树协议而言，优势非常明显。MSTP具有VLAN认知能力，可以实现负载均衡，可以实现类似RSTP的端口状态快速切换，可以捆绑多个VLAN到一个实例中以降低资源占用率，并且可以很好地向下兼容STP/RSTP协议。

MSTP中的几个关键技术点：

l 端口状态

STP协议通过在交换机之间传递特殊的消息（这个消息称为BPDU，桥协议数据单元，又成为配置消息Configuration Message）,并进行分布式的计算，来决定一个有环路的网络中，哪台交换机的哪个端口应该被阻塞（Discarding），用这种方法来剪切掉环路。称这种被阻塞的端口为：其处在DISCARDING状态，处于DISCARDING状态的端口不会转发任何报文，只会接收特定的BPDU报文，对于其他的报文一律丢弃。需要注意的是，端口的状态是一个瞬时值，并非一成不变的.

除了处于DISCARDING状态的被阻塞的端口以外，还有一种正常转发数据报文的端口，其状态称为FORWARDING，与不启动MSTP协议的正常端口没有什么分别。

除了FORWARDING、DISCARDING、LEARNING状态以外，还有一种端口状态DISABLE，是指物理上LINK DOWN的端口和没有启动STP协议的端口。

l 根桥和上游桥

根桥就是那棵生成树的总根，整个网络中有且只有一个根桥。它是整个网络的逻辑中心，但不一定是物理中心。当MSTP协议开始运行时，就开始了选举根桥的过程，各交换机之间通过比较各自的桥ID来选举根桥，最后整个网络中桥ID最小的交换机成为根桥。桥ID（类似于OSPF中的Router ID）它由交换机的优先级+MAC地址构成，比较的时候先比较优先级，如果优先级相同则比较MAC，比较的原则都是值较小者优。

我们知道，树是一个由上至下分层的结构，比如WINDOWS的文件系统，而在MSTP中，总根就是最高的那一层“我的电脑”，各个盘符C、D、E相当于是它的子目录，而在MSTP中就称之为下游桥，总根就是下游桥的“上游桥”。可见一个上游桥可能会有多个下游桥，而一个下游桥，有且只有一个上游桥。那么这里是怎么判断一个交换机的上游桥或下游桥呢？在MSTP中的判断方法就是COST值（类似路由协议中的METRIX），也叫做开销，COST值从根桥时为0，在每经过一个接收端口就会累加该端口的COST。在非根桥交换机中距离总根桥开销最小的那个端口被称作Root端口，就是根端口。一台交换机在一个实例上有且只有一个根端口，根端口对端相连接的交换机就是这台交换机的上游桥。
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