這幾天直播的NA課闫老師給大家講了生成樹的工作原理,相信大家對STP的工作原理有了基本的理解。
但是生成樹的版本這麼多,如果在企業裡, 混合使用不同版本的STP,大家有沒有想過, 這些不同版本的STP之間兼容性是如何的呢?
先說一下STP有哪些版本:CST【802.1D】、RSTP【802.1W】、PVST 【思科私有】、MSTP【802.1S】
下面分别介紹各版本的運行過程 :CST——Common Spanning TreeCST的協議号有802.1D,如果交換機運行在CST的模式下,不管交換機中有多少個VLAN,所有的流量都會走相同的路徑 。RSTP——Rapid Spanning Tree Protocol RSTP稱為快速生成樹,協議号有802.1W;在運行CST時,接口的狀态有blocking listening disabled learning forwarding幾種狀态,其中blocking listening disabled狀态是不發送數據的,在RSTP中,RSTP将這三種狀态歸為一個狀态,那就是discarding狀态,所以在RSTP中,接口的狀态隻有三種,分别是discarding learning forwarding; 在CST模式中,如果根交換機失效了,需要等待50S的時間才可以啟用block端口;而RSTP隻需要6S的時間便可以發現根交換機失效,一旦發現根交換機失效,會立刻啟用discarding端口。PVST ——Per-vlan Spanning Tree plus PVST 是cisco私有的協議,之前有一個PVST,但由于PVST隻支持ISL的trunk,為了擴展PVST支持IEEE 802.1Q,所以開發出了PVST 協議;PVST 是基于CST運行的,運行PVST 的交換機會對每個VLAN進行一次STP計算,并且每個VLAN的STP信息是單獨保存的;PVST 會在每個VLAN進行不同的STP計算,稱為STP 實例(instance)。所以可以控制每個VLAN流量走不同的路徑。PVST 最多隻支持128個實例 。Rapid PVST Rapid PVST 就是具有RSTP特性的PVST MSTP——Mutiple Spanning Tree ProtocolMSTP的協議号有802.1S,因為在交換機存在多個VLAN時,CST将所有的VLAN的流量放在單鍊路上進行傳輸,而PVST 可以為每一個VLAN進行不同的STP運算,可以控制每個VLAN的流量的走向,但是如果交換機存在多個VLAN,PVST為每個VLAN運行一個STP實例,這樣會對交換機的負載會過大;在這些VLAN中,有些VLAN是走相同的路徑的,為了節省設備資源的開銷,可以将這些走相同路徑的VLAN放到一個實例中,而交換機就可以為多個VLAN隻維護這一個STP實例即可MSTP就是為了将要進行相同STP運算的VLAN映射到一個STP實例中,從而節省交換機資源的開銷。MSTP是運行在RSTP基礎上的協議,所有它也具有RSTP快速收斂的特性;RSTP是随着MSTP的開啟而開啟的;但MSTP最多隻支持64個STP實例,但每個實例中的VLAN數量是沒有限制的;默認情況下,所有VLAN都屬于實例0中。MSTP還需要通過分區域管理,即region,交換機要在同一個region中進行相同的stp運算,必須region name和region number一緻;一個VLAN隻能映射到一個實例,一個網絡可以存在多個MSTP revision,便于各自獨立。
各版本之間的兼容性RSTP與STP的兼容性 RSTP可以兼容STP,但是此時會喪失快速收斂等RSTP優勢。
當⼀個⽹段⾥既有運⾏STP的交換設備⼜有運⾏RSTP的交換設備,STP交換設備會忽略RSTP BPDU;
運⾏RSTP的交換設備在某端⼝上接收到運⾏STP的交換設備發出的配置BPDU,在兩 個Hello Time時間之後,便把⾃⼰的端⼝轉換到STP⼯作模式,發送配置BPDU,從⽽實現了 互相兼容。
在華為技術有限公司的數據通信設備上可以配置運⾏STP的交換設備被撤離⽹絡後,運⾏ RSTP的交換設備上與之相連的端⼝可遷移回到原來的RSTP⼯作模式。
總結如下:
1、MSTP-RSTP-STP 這樣從上向下的兼容順序兼容,不能從STP向 MSTP兼容。
2、當同⼀⽹段的兩台設備分别運⾏STP、RSTP時,STP會丢棄RSTP發過來的BPDU,RSTP 收到STP發送過來的BPDU等待2個Hello time時間⾃動由RSTP模式切換為STP模式。當設備 STP設備移⾛,RSTP設備不會⾃動切換模式,需要通過執⾏MCheck操作,使其恢複RSTP模 式。
MSTP對STP和RSTP的改進
RSTP在STP基礎上進⾏了改進,實現了⽹絡拓撲快速收斂。但RSTP和STP還存在同⼀ 個缺陷:由于局域⽹内所有的VLAN共享⼀棵⽣成樹,因此⽆法在VLAN間實現數據流量的負 載均衡,鍊路被阻塞後将不承載任何流量,還有可能造成部分VLAN的報⽂⽆法轉發。
為了彌補STP和RSTP的缺陷,IEEE于2002年發布的802.1s标準定義了MSTP(多實例 ⽣成樹)協議。該協議兼容STP以及RSTP。MSTP引⼊了域的概念,可以将⼀個⼤型交換⽹絡劃分成多個MST域(多⽣成樹域)。每個域叫做⼀個MST域(MST Region:Multiple Spanning Tree Region)。
MSTP把⼀個交換⽹絡劃分成多個域,每個域内形成多棵⽣成樹,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(), 該協議不是基于VLAN,⽽是基于Instance(實例)運⾏的。
所謂Instance,也即⼀個或多個VLAN的集合。可以将⼀個或多個VLAN映射到⼀個 Instance,然後MSTP基于該Instance計算⽣成樹。基于Instance計算出的⽣成樹被稱為 MSTI(Multiple Spanning Tree Instance,多⽣成樹實例),映射到同⼀個Instance的 VLAN共享⼀顆⽣成樹。可以針對MSTI進⾏主根橋,次根橋,接⼝優先級或cost等相關配置。然後, 在每⼀個MST域中的兼容性, ⼜回歸到RSTP與STP的兼容性,
STP中定義的配置BPDU、RSTP中定義的RST BPDU、MSTP中定義的MST BPDU。
版本 |
類型 |
名稱 |
0 |
0x00 |
配置BPDU |
0 |
0x80 |
TCN BPDU |
2 |
0x02 |
RST BPDU |
3 |
0x02 |
MST BPDU |
最後
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