STP/RSTP/PVST/MSTP/MSTI/CIST的概念以及Cost of path的计算

Posted 2022-02-19

| STP/RSTP/PVST/MSTP的概念 |

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STP
该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除网络的二层环路，并且可以通过一定的方法实现路径冗余，但不是一定可以实现路径冗余。STP的基本原理是，通过在交换机之间传递一种特殊的协议报文，网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，简称BPDU），来确定网络的拓扑结构。Spanning Tree Protocol在IEEE802.1D文档中定义。该协议的原理是按照树的结构来构造网络拓扑，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的单点故障、网络回环，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。STP也提供了为网络提供备份连接的可能，可与SDH保护配合构成以太环网的双重保护。STP协议由IEEE802.1D定义。
RSTP
该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。RSTP由IEEE802.1W定义。Rstp是从stp发展过来的，其实现基本思想一致，但它更进一步的处理了网络临时失去连通性的问题。Rstp规定在某些情况下，处于Blocking状态的端口不必经历2倍的Forward Delay时延而可以直接进入转发状态。生成树协议最主要的应用是为了避免局域网中的网络环回，解决成环以太网网络的“广播风暴”问题，从某种意义上说是一种网络保护技术，可以消除由于失误或者意外带来的循环连接。
PVST
PVST是解决在虚拟局域网上处理生成树的CISCO特有解决方案。PVST为每个虚拟局域网运行单独的生成树实例。每个VLAN生成树(PVST)为每个在网络中配置的VLAN维护一个生成树实例。它使用ISL中继和允许一个VLAN中继当被其它VLANs的阻塞时将一些VLANs转发。尽管PVST对待每个VLAN作为一个单独的网络，它有能力（在第2层）通过一些在主干和其它在另一个主干中的不引起生成树循环的Vlans中的一些VLANs来负载平衡通信。
MSTP
MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH 的多业务传送平台）是指基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器（DXC）、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP），进行统一控制和管理。MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对二层、三层的数据智能支持。即将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点，称为融合的网络节点或多业务节点，主要定位于网络边缘。
优点：解决了SDH技术对于数据业务承载效率不高的问题；解决了ATM/IP 对于TDM业务承载效率低、成本高的问题；解决了IP QoS不高的问题；解决了RPR技术组网限制问题，实现双重保护，提高业务安全系数；增强数据业务的网络概念，提高网络监测、维护能力；降低业务选型风险；实现降低投资、统一建网、按需建设的组网优势；适应全业务竞争需求，快速提供业务。
| MSTI/CIST/IST/CST的概念 |

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MSTI
每个域内同样运行MSTP协议，对每一个实例都计算出一棵生成树，叫做MSTI（多生成树实例），MSTI是域内才有的概念。
CIST
CIST（Common and Internal Spanning Tree，公共和内部生成树）是连接一个交换网络内所有交换机的单生成树，由IST和CST共同构成。
CIST是每个MST区域的内部生成树（IST）实例、互连MST区域的公共生成树（CST）实例和802.1D单生成树桥的一个集合。CIST与MST区域内的IST实例是一致的，并且与MST区域外部的CST也是一致的。802.1D STP、RSTP和MSTP共同建立一个单独的桥来做为公共和内部生成树（CIST）的根。
IST/CST
internal spanning tree是MST（Multiple Spanning Tree，多生成树）区域内的一棵生成树。
IST和CST（common spanning tree，公共生成树）共同构成整个交换机网络的生成树CIST（common and internal spanning tree，公共和内部生成树）。IST是CIST在MST域内的片段，是一个特殊的多生成树实例。根据IEEE802.1s规范的规定，MST实例能够支持802.1Q和802.1s之间的互操作性。IST实例接收并且向CST发送BPDU。IST实例能够将整个MST区域表示为到达外部世界的CST虚拟网桥。
MST网桥运行一个IST实例，它负责将CST实例信息与MST区域的内部信息进行交流。IST实例连接到区域中的所有MST网桥，并且呈现为包含整个桥接域的CST的子树。MST区域呈现为到达邻接CST网桥和MST区域的单个网桥。

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| Cost of path的计算|

路径开销是生成树算法所使用的第2个参数，用来决定到根交换机的路径。
路径开销是用来衡量网桥之 间的距离有多么近的。路径开销是两个网桥之间某条路径上所有链路开销的
总和。它不是使用跳数来衡量。路径A的跳数也许比路径B的跳数更大，但路径A的开销比路径B小。
交换机是用路径开销来决定到根交换机的最佳路径。最短路径组合具有最小累计路径开销，并成为到根
交换机的最佳路径。
默认情况下，路径开销由端口的运行速度决定。在表6-1有利10以太网端口、1Gbis以太网端口等端口的开销为分别2、4。