eNSP模拟实验-MSTP多实例STP

Posted 2023-02-23

参考技术A     RSTP在STP基础上进行改进，实现了网络拓扑的快速收敛。但是  RSTP和STP存在一个缺陷，即局域网内所有主机的VLAN共享一颗生成树，链路阻塞后将不承载人格流量，造成带宽浪费，因此无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，还有可能造成部分VLAN报文无法转发。

   通过MSTP将一个交换网络划分成多个域，每个域形成多颗生成树，生成树间彼此独立，每个域叫做一个MST域，每颗生成树叫做一个多生成树实例MSTI。实例可以包含多个VLAN，通过将多个VLAN映射到同一个实例中，节省通信开销和资源占有率。MSTP中改革实例拓扑的生成树计算相互独立，通过这些实例可以实现负载均衡。

    MSTP通过设置VLAN映射表（vlan与msti的对应关系），把VLAN与MSTI联系起来，每个VLAN只能对应一个MSTI，即同一个VLAN的数据只能在一个MSTI中传输，而一个MSTI可能对应多个VLAN。

    如下图，PC1 PC2 属于vlan10， PC3 PC4属于vlan20，使用普通STP时，STP阻塞一条链路来防止环路产生，导致该链路闲置。为了保证所有链路都能充分利用，使流量分担，可以通过配置MSTP来实现。

配置：

    交换机与PC连=连接的端口配置为access，按图配置为不同的vlan；交换机之间的接口配置为trunk，允许所有vlan通过。具体配置就不阐述了，之前的文章都写烂了。

    运行dis stp和dis stp brief可以查看到SW2为根交换机，SW1的e0/0/2端口是替代端口ALTE ，处于DISCARDING丢弃状态。MSTID，即MSTP的实例ID，三台交换机上目前都为0，默认情况下所有VLAN都处于实例0中。

    MSTP单个实例中，选举规则与RSTP一致，端口角色和状态与RSTP也一致。

    在PC1上ping PC2，抓包查看。同一个VLAN的数据包需要绕转到其他交换机转发，SW1与SW3之间的链路处于闲置状态（端口只接受上行接口周期性发送的BPDU），造成资源浪费，也导致SW1 SW2之间数据转发任务繁重，容易引起拥塞丢包。可以通过配置MSTP的多实例来实现。

        配置MSTP。MSTP网络由一个或者多个MST域组成，每个MST域中可以包含一个或者多个MSTI，即MST实例。MST域中含有一张VLAN映射表，描述了VLAN与MSTI之间的映射关系，默认所有VLAN都映射到MSTI 0中。MSTI之间彼此独立。

    1、进入MST域视图

[SW1]stp region-configuration

    2、配置MST域名为huawei

[SW1-mst-region]region-name huawei

    3、MSTP修订级别为1

[SW1-mst-region]revision-level 1

    4、vlan10映射到MSTI 1，vlan20映射到MSTI 2

[SW1-mst-region]instance 1 vlan 10

[SW1-mst-region]instance 2 vlan 20

    5、激活MST域配置

[SW1-mst-region]active region-configuration

    在SW2 SW3中做同样的配置。在每个MST域中，必须具有相同的域名、修订级别、VLAN与MSTI之间的映射关系。

    配置完成后使用dis stp region-configuration 查看MST域配置信息。

        在PC1上ping PC2，抓包SW1的E0/0/2口，数据仍然没有转发。dis stp brief查看发现实例的E0/0/2都是替代端口ALTE ，处于DISCARDING丢弃状态。也可以用dis stp instance 1 brief 查看。三个实例的选举结果是一样的。

    要想SW1 SW3之间的链路被利用，在实例1中配置SW1为根交换机，阻塞SW2 SW3之间的链路，使得VLAN 10中的L流量通过SW1 SW2间的链路转发。实例2保持不变。

[SW1]stp instance 1 priority 0

   在三个交换机dis stp instance 1 brief，SW1变为根交换机，SW3的E0/0/2口为是替代端口ALTE ，处于DISCARDING丢弃状态。在VLAN 10通信中，就可以使用SW1 SW3之间的直通链路。

    在在PC1上ping PC2，抓包SW3的E0/0/1查看。SW1 SW3之间的直通链路可以使用。

    实例2中，SW1的E0/0/2口E0/0/2还是替代端口ALTE ，处于DISCARDING丢弃状态。

    在在PC3上ping PC4，抓包SW3的E0/0/2查看，使用的是SW2 SW3之间的直通链路。

        MSTP多实例的配置，达到了流量分担的目的，也使得SW3上的两条上行链路可以相互备份。抓包可以发现，MSTP并不会为每个MSTI生成、发送一份独立的BPDU报文，二十通过在IST BPDU中的mrecord字段来反映VLAN与MSTI的映射关系。