Pour le protocole STP Spanning Tree, plus de gens le savent. Grâce au protocole STP, le problème de la boucle dans le réseau de couche 2 est résolu et un équilibre est atteint entre l'élimination de la boucle et la sauvegarde de la liaison. Cependant, dans le réseau actuel, il y a souvent plus d'un VLAN dans un réseau de couche 2, mais un ensemble de plusieurs VLAN. STP / RSTP ne peut traiter que le problème d'un seul VLAN, mais ne peut rien faire pour remédier à la situation de plusieurs VLAN. Par conséquent, l'émergence du MSTP est cruciale.
Dans cet article, en interrogeant des documents Huawei Hex, combinés à notre propre compréhension, un document MSTP relativement clair et important est formé, qui peut être le document MSTP le plus détaillé de tout le réseau.
1 définition
MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) est un protocole Spanning Tree multiple qui résout le problème de la boucle Ethernet en générant plusieurs Spanning Tree.
2 Objet
- Générez plusieurs arborescences STP dans un LAN, résolvez la tempête de diffusion de plusieurs VLAN et implémentez une sauvegarde redondante.
- Plusieurs arborescences STP implémentent l'équilibrage de charge entre les VLAN, et le trafic de différents VLAN est transmis selon différents chemins. Résolvez le problème que tous les vlans sont bloqués après qu'un lien vlan de stp / rstp est bloqué.
Sur cette figure, si stp / rstp est appliqué dans tout le réseau, un spanning tree représenté par une ligne en pointillés est obtenu selon les exigences de l'accord. Parmi eux, S6 est le pont racine, la chaîne entre S2 et S5, et entre S1 et S4 La route est bloquée. S'il n'y a qu'un seul vlan ou les liens autorisés d'un vlan dans le réseau, le stp / rstp a déjà satisfait aux exigences du réseau existant. Cependant, puisque seul vlan3 est autorisé à passer entre s1 et s2, entre s3 et s6, et que seul vlan2 est autorisé entre s4 et s5, la communication entre hostB et hostA n'est pas possible.
Par conséquent, l'introduction du protocole MSTP est nécessaire pour résoudre ce problème.3 Principe
MSTP divise un réseau de commutation en plusieurs domaines. Chaque domaine forme plusieurs spanning tree. Les spanning tree sont indépendants les uns des autres. Chaque spanning tree est appelé MSTI (Multiple Spanning Tree instance) et chaque domaine est appelé plusieurs spanning tree. Région MST (région multi-arborescente). Chaque MSTI peut être considéré comme une collection de plusieurs VLAN, c'est-à-dire que les VLAN sont liés à plusieurs MSTI selon les besoins (en général, ce besoin se réfère à la même topologie). Les VLAN et les MSTI ont une relation plusieurs-à-un. économiser les frais généraux de communication et le taux d'occupation des ressources.
Après l'introduction de MSTP, MSTP associe vlan et msti en définissant une table de mappage vlan Selon les besoins du réseau existant, chaque vlan du réseau correspond à un msti. On peut considérer qu'un protocole stp indépendant est autorisé entre chaque msti.
Après calcul, deux arbres sont finalement générés: - MSTI1 utilise S4 comme périphérique de commutation racine pour transférer les paquets VLAN 2
- MSTI2 utilise S6 comme périphérique de commutation racine pour transférer les paquets VLAN 3.
Auparavant, nous pensions qu'il n'y aurait qu'un seul pont racine dans un réseau de commutation. Cependant, après l'introduction de MSTP, il peut y avoir plusieurs ponts racine dans la commutation réseau. Le nombre de ponts racine est le même que celui de MSTI. Le nombre est le même.
4 concepts de base
4.1 Niveau réseau
Un réseau MSTP contient plusieurs régions MST, chaque région MST contient plusieurs MSTI et un MSTI contient plusieurs dispositifs de commutation exécutant STP / RSTP / MSTP
4.2 Région MST
Le domaine MST est composé de plusieurs dispositifs de commutation dans le réseau de commutation et des segments de réseau entre eux. Les appareils de la même région MST présentent les caractéristiques suivantes:
- MSTP est activé
- Avoir le même nom de domaine (nom de région)
- La même relation de mappage vlan-MSTI (instance xx vlan xx)
- Même configuration de niveau de révision MSTP (niveau de région)
Les régions MST sont physiquement connectées directement ou indirectement.
4.3 Table de mappage VLAN
Décrit la relation de mappage entre vlan et MSTI, qui est une relation plusieurs-à-un.
4.4 CST
Le Spanning Tree commun est un Spanning Tree qui connecte toutes les régions MST du réseau de commutation. Si la région MST est considérée comme un nœud ou un pont, alors le CST est un arbre couvrant généré par ces nœuds via le calcul STP / RSTP.
4.5 CIST et IST
- CIST est un Spanning Tree public et interne. Il est généré par STP / RSTP. Tous les appareils de commutation du réseau de commutation sont considérés comme des appareils sans distinction de VLAN et un seul Spanning Tree est généré par eux.
- IST est un Spanning Tree interne, qui est un Spanning Tree dans la région MST. IST est un MSTI spécial. L'ID de MSTI est 0, généralement appelé MSTI0. IST peut être compris comme un sous-ensemble de CIST dans le domaine MST.
4.6 SST
Spanning tree unique, le dispositif de commutation exécutant STP / RSTP ne peut appartenir qu'à un seul Spanning Tree. Ou il n'y a qu'un seul dispositif de commutation dans le domaine MST, et ce dispositif de commutation forme un seul spanning tree.
4.7 Racine totale et racine de domaine
- La racine commune est le pont racine du CIST.
- Les racines régionales sont divisées en racines régionales IST et racines régionales MSTI.
- La racine de la région IST est le dispositif de commutation le plus proche de la racine commune dans l'arbre couvrant IST dans la région MST.
- La racine de la région MSTI est la racine de chaque instance MSTI. Il peut y avoir plusieurs instances Spanning Tree dans une région MSTI, c'est-à-dire plusieurs racines de région MSTI.
4.8 Pont principal
IST Master, le dispositif de commutation le plus proche de la racine commune du domaine.
5 rôle de port
Par rapport à RSTP, MSTP ajoute des ports maîtres et des ports de périphérie de domaine sur la base des ports racine, des ports désignés, des ports alternatifs, des ports de sauvegarde et des ports périphériques. Autrement dit, il existe 7 types de ports.
5.1 port maître
C'est le port sur le chemin le plus court de tous les chemins reliant la région MST et la racine commune, et c'est le port sur le dispositif de commutation qui connecte la région MST à la racine commune. Le port maître est le seul moyen pour les paquets du domaine d'accéder à la racine commune. Le port maître est un port périphérique de domaine spécial. Son rôle sur CIST est le port racine et son rôle sur les autres instances est le port maître.
5.2 Port de bord de domaine
Ports situés à la périphérie de la région MST et connectés à d'autres régions MST ou SST.
6 Format de message MSTP
Par rapport au message RST BPDU, les 36 premiers octets du message MSTP BPDU sont identiques. À partir du 37e octet se trouve son champ exclusif.
Actuellement, il existe deux formats de MST BPDU. Elles sont:
- dot1s
- L'héritage
nécessite une identification manuelle, une configuration manuelle et des incohérences dans une boucle.
Nouvel ajout de Huawei: auto
réalise la reconnaissance automatique et l'adaptation automatique. Prise en charge initiale des dot1s.7 Calcul de la topologie MSTP
MSTP divise le réseau de couche 2 en plusieurs régions MST, calcule le CST de production entre les régions et divise la région en plusieurs instances de spanning tree, et chaque instance calcule un spanning tree STP indépendant.
L'instance 0 est appelée IST et les autres instances MSTI sont MSTI.7.1 Vecteur de priorité
- Vecteur de priorité MSTI {ID racine de domaine, coût du chemin interne, ID de périphérique de commutation désigné, ID de port désigné, ID de port de réception}
- Le vecteur de priorité CIST {ID du périphérique de commutation racine, coût du chemin externe, ID racine du domaine, coût du chemin interne, ID du périphérique de commutation désigné, ID du port désigné, ID du port de réception}
diminue de gauche à droite.
| Nom du vecteur | Description |
|---|---|
| ID du périphérique de commutation racine | L'ID du dispositif de commutation racine de CIST, égal à la priorité (16 bits) + MAC (48 bits), où la priorité est la priorité de MSTI0 |
| Coût du chemin externe (ERPC) | Le coût du chemin de la racine régionale du CIST à la racine commune. Les coûts de chemin externe économisés sur tous les appareils de commutation dans la région MST sont les mêmes. Si le périphérique de commutation racine CIST se trouve dans un domaine, le coût du chemin externe économisé sur tous les périphériques de commutation du domaine est égal à 0. |
| ID racine du domaine | L'ID racine régionale est utilisé pour sélectionner la racine régionale dans MSTI. ID racine régional = Priorité (16 bits) + MAC (48 bits). La priorité est la priorité de MSTI0. |
| Coût du chemin interne (IRPC) | Le coût du chemin du pont local vers la racine régionale. Le coût du chemin interne économisé par le port périphérique du domaine est supérieur au coût du chemin interne enregistré par le port périphérique non-domaine. |
| Spécifiez l'ID du dispositif de commutation | Le dispositif de commutation désigné de l'instance CIST ou MSTI est le pont en amont le plus proche du pont local à la racine régionale. Si le pont local est la racine commune ou la racine régionale, le dispositif de commutation désigné est lui-même. |
| Spécifiez l'ID du port | Spécifiez le port du périphérique de commutation connecté au port racine du périphérique. ID de port = priorité (4 chiffres) + numéro de port (12 chiffres). La priorité du port doit être un multiple entier de 16. |
| ID du port de réception | Le port qui a reçu le paquet BPDU. ID de port = priorité (4 chiffres) + numéro de port (12 chiffres). La priorité du port doit être un multiple entier de 16. |
7.2 Principes de comparaison
En comparant le même vecteur, le vecteur avec la plus petite valeur a la priorité la plus élevée.
-
1 Comparez l'ID du commutateur racine.
-
2 Si les ID de périphérique de commutation racine sont identiques, comparez les coûts du chemin externe.
-
3 Si les coûts du chemin externe sont identiques, comparez les ID racine régionaux.
-
4 Si l'ID racine régional est toujours le même, comparez les coûts du chemin interne.
-
5 Si les chemins internes sont toujours les mêmes, comparez les ID des dispositifs de commutation désignés.
-
6 Si les ID des dispositifs de commutation désignés sont toujours les mêmes, comparez les ID des ports désignés.
- 7 Si les ID de port désignés sont toujours les mêmes, comparez les ID de port de réception.
Si le message de configuration contenu dans le BPDU reçu par le port est meilleur que le message de configuration enregistré sur le port, le message de configuration initialement enregistré sur le port est remplacé par le message de configuration nouvellement reçu. Le port met également à jour le message de configuration globale enregistré par le dispositif de commutation. Sinon, le BPDU nouvellement reçu est ignoré.
7.3 Calcul du CIST
Après avoir comparé les messages de configuration, un appareil de commutation avec la priorité la plus élevée est sélectionné comme racine du CIST dans tout le réseau. Dans chaque région MST, MSTP génère IST par calcul; en même temps, MSTP traite chaque région MST comme un seul dispositif de commutation et génère CST entre les régions MST par calcul. CST et IST constituent le CIST de l'ensemble du réseau des équipements de commutation.
7.4 Calcul du MSTI
Dans le domaine MST, MSTP génère différentes instances Spanning Tree pour différents VLAN en fonction de la relation de mappage entre les VLAN et les instances Spanning Tree. Chaque arbre couvrant est calculé indépendamment et le processus de calcul est similaire à celui de l'arbre couvrant de calcul STP
Caractéristiques de MSTI:
-
Chaque MSTI calcule son propre arbre couvrant indépendamment et n'interfère pas les uns avec les autres.
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La méthode de calcul de Spanning Tree pour chaque MSTI est fondamentalement la même que celle de STP.
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Chaque arbre couvrant MSTI peut avoir différentes racines et différentes topologies.
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Chaque MSTI envoie des BPDU dans sa propre arborescence.
-
La topologie de chaque MSTI est déterminée par la configuration de la commande.
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Les paramètres Spanning Tree de chaque port sur différents MSTI peuvent être différents.
- Le rôle et l'état de chaque port sur différents MSTI peuvent être différents.
Dans un réseau exécutant MSTP, un paquet VLAN sera transmis le long du chemin suivant:
- Dans le domaine MST, il est transmis le long de son MSTI correspondant.
- Entre les régions MST, il est acheminé le long du CST.
8 Mécanisme de convergence rapide MSTP (mécanisme P / A)
8.1 Voie ordinaire
-1 Les deux ports p0 et p1 deviennent immédiatement des ports désignés et envoient des BPDU RST.
-2 Le port p1 de S2 reçoit un meilleur BPDU RST, et réalise immédiatement qu'il deviendra le port racine au lieu du port désigné, et arrête d'envoyer des BPDU RST.
- 3 Le p0 de S1 passe à l'état Rejet, de sorte que la proposition et l'accord sont mis à 1 dans le BPDU RST envoyé.
- 4 S2 reçoit le BPDU RST transportant la proposition envoyée par le pont racine et commence à définir tous ses ports dans la variable de synchronisation.
- 5 p2 a été bloqué et l'état reste inchangé; p4 est un port périphérique et ne participe pas aux opérations; par conséquent, seul le port p3 désigné non périphérique doit être bloqué.
- 6 Une fois la variable synchronisée de chaque port définie, p2 et p3 entrent dans l'état Discarding, et p1 entre dans l'état Forwarding et renvoie à S1 une réponse RST BPDU avec le bit Accord défini.
- 7 Lorsque S1 juge qu'il s'agit d'une réponse à la proposition qui vient d'être envoyée, le port p0 entre immédiatement dans l'état de transfert.
Le périphérique en aval continue d'exécuter le processus de négociation P / A.
8.2 Méthode d'amélioration
-
1 Au début de la négociation, chaque périphérique se considère comme le pont racine, le port sur le pont racine est le port désigné, l'état du port est Discarding et la variable synchronisée du port est définie, ce qui déclenche à la fois Proposition et Accord à définir. L'appareil en amont envoie un message de proposition, demandant une migration rapide. Une fois que le périphérique en aval le reçoit, il définit le port connecté au périphérique en amont comme port racine et bloque tous les ports non périphériques.
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2 Le périphérique en amont continue d'envoyer des paquets d'accord. Une fois que le périphérique en aval l'a reçu, le port racine passe à l'état de transfert.
- 3 L'appareil en aval répond au message d'accord. Une fois que le périphérique en amont l'a reçu, il définit le port connecté au périphérique en aval comme port désigné, et le port désigné entre dans l'état de transfert.
Par défaut, l'équipement de communication de données Huawei utilise un mécanisme de migration rapide amélioré.