stp rstp pvst mstp

stp介紹

STP（Spanning Tree Protocol）是生成樹協議的英文縮寫。該協議可應用於在網絡中建立樹形拓撲，消除網絡中的二層環路，並且可以通過一定的方法實現路徑冗余，但不是一定可以實現路徑冗余。生成樹協議適合所有廠商的網絡設備，在配置上和體現功能強度上有所差別，但是在原理和應用效果是一致的。

功能介紹

生成樹協議最主要的應用是為了避免局域網中的單點故障、網絡回環，解決成環以太網網絡的“廣播風暴”問題，從某種意義上說是一種網絡保護技術，可以消除由於失誤或者意外帶來的循環連接。STP也提供了為網絡提供備份連接的可能，可與SDH保護配合構成以太環網的雙重保護。新型以太單板支持符合IEEE 802.1d標準的生成樹協議STP及IEEE 802.1w規定的快速生成樹協議RSTP，收斂速度可達到1s。

運行過程

生成樹協議運行生成樹算法（STA）。生成樹算法很復雜，但是其過程可以歸納為以下三個部分。
（1）選擇根網橋
（2）選擇根端口
（3）選擇指定端口（也有書籍稱為轉發端口）

rstp介紹

RSTP：快速生成樹協議（rapid spanning Tree Protocol ）：802.1w由802.1d發展而成，這種協議在網絡結構發生變化時，能更快的收斂網絡。它比802.1d多了一種端口類型：備份端口（backup port）類型，用來做指定端口的備份。 STP（Spanning Tree Protocol ）是生成樹協議的英文縮寫。該協議可應用於環路網絡，通過一定的算法實現路徑冗余，同時將環路網絡修剪成無環路的樹型網絡，從而避免報文在環路網絡中的增生和無限循環。

功能介紹

生成樹協議最主要的應用是為了避免局域網中的網絡環回，解決成環以太網網絡的“廣播風暴”問題，從某種意義上說是一種網絡保護技術，可以消除由於失誤或者意外帶來的循環連接。STP也提供了為網絡提供備份連接的可能，可與SDH保護配合構成以太環網的雙重保護。新型以太單板支持符合ITU-T 802.1d標準的生成樹協議STP及802.1w規定的快速生成樹協議RSTP，收斂速度可達到1s。

pvst介紹

PVST是解決在虛擬局域網上處理生成樹的CISCO特有解決方案。PVST為每個虛擬局域網運行單獨的生成樹實例．一般情況下PVST要求在交換機之間的中繼鏈路上運行CISCO的ISL

用途

每個VLAN生成樹(PVST)為每個在網絡中配置的VLAN維護一個生成樹實例。它使用ISL中繼和允許一個VLAN中繼當被其它VLANs的阻塞時將一些VLANs轉發。盡管PVST對待每個VLAN作為一個單獨的網絡，它有能力（在第2層）通過一些在主幹和其它在另一個主幹中的不引起生成樹循環的Vlans中的一些VLANs來負載平衡通信。

缺點

由於每個VLAN都需要生成一棵樹，PVST BPDU的通信量將正比於Trunk的VLAN個數。
在VLAN個數比較多的時候，維護多棵生成樹的計算量和資源占用量將急劇增長。特別是當Trunk了很多VLAN的接口狀態變化的時候，所有生成樹的狀態都要重新計算，CPU將不堪重負。所以，Cisco交換機限制了VLAN的使用個數，同時不建議在一個端口上Trunk很多VLAN。
由於協議的私有性，PVST/PVST+不能像STP/RSTP一樣得到廣泛的支持，不同廠家的設備並不能在這種模式下直接互通，只能通過一些變通的方式實現，例如Foundry的IronSpan。IronSpan默認情況下運行的是STP協議，當某個端口收到PVST BPDU時，該端口的生成樹模式會自動切換成PVST/PVST+兼容模式。

MSTP 基本原理

將多個vlan關聯（映射）到一個實例（instance），默認已存在實例0（包含所有vlan），通常自定義實例1和2，不同實例的根不相同，可負載均衡，具備RSTP的快速收斂。

通過MSTP把一個交換網絡劃分成多個域，每個域內形成多棵生成樹，生成樹之間彼此獨立。每棵生成樹叫做一個多生成樹實例MSTI（Multiple Spanning Tree Instance），每個域叫做一個MST域（MST Region：Multiple Spanning Tree Region）。

mstp優勢

通過部署MSTP多進程可實現如下：
極大地提升了在不同組網條件下生成樹協議的可部署性。
為了保證運行不同類型生成樹協議的網絡可靠運行，可將不同類型的生成樹協議劃分到不同的進程中，不同進程對應的網絡進行獨立的生成樹協議計算。
增強了組網的可靠性，對於大量的二層接入設備，可減少單臺設備故障對整個網絡的沖擊。
通過進程隔離不同的拓撲計算，即某臺設備故障只影響其所在的進程對應的拓撲，不會影響其他進程拓撲計算。
網絡擴容時，可減少網絡管理者維護量，從而提升了用戶運維管理的方便性。
當網絡擴容時，只需要劃分新的進程與原有網絡對接，不需要調整原有網絡的MSTP進程配置。如果是某個進程中進行了設備擴容，此時也只需要針對擴容的進程進行修改，而不需要調整其他進程中的配置。
實現二層端口分割管理
每個MSTP進程可以管理設備上的部分端口，即設備的二層端口資源被多個MSTP進程分割管理，每個MSTP進程上均可運行標準的MSTP。

mstp配置

拓撲圖

配置方式

配置 Device A

配置 MST 域的域名為 example，將 VLAN 10、30、40
分別映射到 MSTI 1、3、4 上，並配置MSTP 的修訂級別為 0。
<DeviceA> system-view
[DeviceA] stp region-configuration
[DeviceA-mst-region] region-name example
[DeviceA-mst-region] instance 1 vlan 10
[DeviceA-mst-region] instance 3 vlan 30
[DeviceA-mst-region] instance 4 vlan 40
[DeviceA-mst-region] revision-level 0
激活 MST 域的配置。
[DeviceA-mst-region] active region-configuration
[DeviceA-mst-region] quit
配置本設備為 MSTI 1 的根橋。
[DeviceA] stp instance 1 root primary
全局使能生成樹協議。
[DeviceA] stp global enable

配置 Device B

配置 MST 域的域名為 example，將 VLAN 10、30、40
分別映射到 MSTI 1、3、4 上，並配置MSTP 的修訂級別為 0。
<DeviceB> system-view
[DeviceB] stp region-configuration
[DeviceB-mst-region] region-name example
[DeviceB-mst-region] instance 1 vlan 10
[DeviceB-mst-region] instance 3 vlan 30
[DeviceB-mst-region] instance 4 vlan 40
[DeviceB-mst-region] revision-level 0
激活 MST 域的配置。
[DeviceB-mst-region] active region-configuration
[DeviceB-mst-region] quit
配置本設備為 MSTI 3 的根橋。
[DeviceB] stp instance 3 root primary
全局使能生成樹協議。
[DeviceB] stp global enable

配置 Device C

配置 MST 域的域名為 example，將 VLAN 10、30、40
分別映射到 MSTI 1、3、4 上，並配置MSTP 的修訂級別為 0。
<DeviceC> system-view
[DeviceC] stp region-configuration
[DeviceC-mst-region] region-name example
[DeviceC-mst-region] instance 1 vlan 10
[DeviceC-mst-region] instance 3 vlan 30
[DeviceC-mst-region] instance 4 vlan 40
[DeviceC-mst-region] revision-level 0
激活 MST 域的配置。
[DeviceC-mst-region] active region-configuration
[DeviceC-mst-region] quit
配置本設備為 MSTI 4 的根橋。
[DeviceC] stp instance 4 root primary
全局使能生成樹協議。
[DeviceC] stp global enable

配置 Device D

配置 MST 域的域名為 example，將 VLAN 10、30、40
分別映射到 MSTI 1、3、4 上，並配置
MSTP 的修訂級別為 0。
<DeviceD> system-view
[DeviceD] stp region-configuration
[DeviceD-mst-region] region-name example
[DeviceD-mst-region] instance 1 vlan 10
[DeviceD-mst-region] instance 3 vlan 30
[DeviceD-mst-region] instance 4 vlan 40
[DeviceD-mst-region] revision-level 0
激活 MST 域的配置。
[DeviceD-mst-region] active region-configuration
[DeviceD-mst-region] quit
全局使能生成樹協議。
[DeviceD] stp global enable

stp rstp pvst mstp