Cisco MSTP配置 (多生成树)

一、什么是MSTP

当前和STP相关的协议有：IEEE 802.1D（STP），802.1W（RSTP），802.1（MSTP）。其中802.1D是最早关于STP的标准。RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）是STP的扩展，其主要特点是增加了端口状态快速切换的机制，能够实现网络拓扑的快速转换。MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）提出了多生成树的概念，可以把不同的vlan映射到不同的生成树，从而达到网络负载均衡的目的。

1.1 MSTP
1.1.1 设置模式
STP分为CST，MST两种模式，用户可以根据需要选择合理的模式：

CST模式
CST（Common Spanning Tree）整个网络形成一颗生成树，STP基于端口设置状态。如STP设置端口阻塞，则所有VLAN在该端口上都处于阻塞状态。该模式的特点是配置、实现 简单，适合小型网络。缺点是没有vlan的概念，当用户VLAN的拓扑配置不一样的时候，可能造成部分VLAN不能正常通信。

MST模式
MST（Multiple Spanning Tree）是对CST的扩展，其有如下特点：
可以把多台交换机虚拟成一个MST域，该MST域类似CST的一个桥，和CST桥互通。
在MST域内，可以把具有相同拓扑的多个vlan映射到一个生成树实例，即MSTI（Multiple Spanning Tree Instance）。每个MSTI在域内可以有不同的拓扑，实现流量均衡的目的。

配置生成树模式的如下：
步骤1 spanning-tree 进入spanning-tree配置模式并配置生成树模式
步骤2 spanning-tree mode [cst | mst] 选择生成树模式
步骤3 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

12.1.2 设置快速特性
RSTP引入了快速状态转换的机制，合理的配置端口属性，可以达到网络快速转换。

Edge属性
处于网络边缘的交换机一般与终端设备相连，如PC机、工作站。把和这些终端设备相连的端口配置成为Edge端口，可以实现端口状态的快速转换，而不需要DiscardingàLearningàForwarding的转换过程。
Edge属性配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-treespanning-tree配置模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree port [edge] [yes | no] {}*1 配置交换机的指定端口是否参与指定域的STP协议计算，缺省为参与计算
步骤4 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

P2P属性
交换机端口和交换机端口直连，则该端口就是P2P接口。RSTP针对P2P接口采用协商机制，可以实现端口状态的快速转换（DiscardingàForwarding）。
P2P属性配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式
步骤2 spanning-tree port [none-stp] [yes | no] {}*1 配置交换机的指定端口是否参与指定域的STP协议计算，缺省为参与计算
步骤3 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

/*如果端口没有和共享介质相连，尽量把端口设置为P2P属性。*/

1.1.3 设置时间参数
MST有四个可以配置的时间参数：
Hello-time：STP报文发送的间隔；
Forward-delay：端口处于从DiscardingàLearning，LearningàForwarding状态的时间
Maximum-age：报文最大的生存周期；
Max-hops：MST域内报文的最大生存周期。
下面说明MST模式接口的时间参数配置：
设置时间参数配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree [hello-time] {}*1 配置当本交换机被选为根桥时发送BPDU的时间间隔，单位为秒, 缺省为2。hello-time必须小于等于forward-delay – 2
步骤4 spanning-tree [forward-delay] {}*1 设置当本交换机被选为根桥时端口状态切换的时间间隔，单位为秒, 缺省为15。forward-delay的时间必须大于等于hello-time + 2
步骤5 spanning-tree [maximum-age] {}*1 配置交换机在指定域上的BPDU报文老化的最长时间间隔，单位为秒,缺省为20,收到超过这个时间的BPDU报文，就直接丢弃。
maximum-age的时间必须大于等于2 *（hello-time + 1），小于等于2 * (forward-delay–1)
步骤6 spanning-tree max-hops mst 配置桥Forward delay 参数
步骤7 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.4 设置桥实例优先级
用户可以手动配置桥优先级对网络进行合理规划。优先级最高的桥（数值越小）就是网络的根桥。当两条链路到根桥的距离一样的时候，选择指定桥优先级高的路径。配置交换机在指定MSTID上的MSTI桥优先级，缺省为32768, MSTI桥优先级必须是4096的倍数。
桥实例优先级配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式并配置生成树模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree priority mst 配置桥实例优先级
步骤4 exit 退出spanning-tree 配置模式
步骤5 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.5 设置端口优先级
当两条链路到根桥的距离一样，指定桥优先级一样，根据端口优先级决定拓扑结构。
端口优先级配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式并配置生成树模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree port priority mst 配置端口的优先级
步骤4 exit 退出spanning-tree 配置模式
步骤5 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.6 设置端口路径
在根桥选定以后，端口路径对网络拓扑有着重大意义。到根的距离越小，就越有可能成为通路。选择好根桥以后，根据端口速率等情况，合理的配置端口路径，可以形成理想的拓扑。
端口pathcost配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式并配置生成树模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree port path-cost [auto | ] mst 配置端口的pathcost
步骤4 exit 退出spanning-tree 配置模式
步骤5 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.7 设置端口non-stp特性
MSTP可以将某些端口设置为不参与协议计算的端口，其方法是设置non-stp属性。
non-stp属性配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式并配置生成树模式
步骤2 spanning-tree port [none-stp] [yes|no] {}*1 配置端口是否参加STP运算，端口不参加STP运算后，处于Forward状态。
步骤3 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.8 设置MSTP域
属于MSTP同一个域必须满足：在设备之间有物理连接的情况下，name，revision， Vlan与MSTI的映射关系完全一致。
MSTP域配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 spanning-tree mst name 配置MSTP域标识符名称
步骤4 spanning-tree mst revision 配置MSTP域标识符版本
步骤5 spanning-tree map vlan mst 配置MSTP域与vlans的映射
步骤6 exit 退出spanning-tree 配置模式
步骤7 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

1.1.9 设置MSTP使能
接口配置
MSTP在只二层接口上起作用，包括普通以太网和Trunk端口，以太网和Trunk缺省都为二层接口。当用户希望使能某以太网或trunk的二层转发功能，以使其参与生成树计算时，可以进行以下配置：
MSTP在二层接口上的配置步骤
步骤1 interface ethernet 进入以太网接口
步骤2 forward l2 enable 禁止该接口的二层转发功能
步骤3 exit 退出以太网配置模式

VLAN配置
MST模式涉及到VLAN。MSTP关心的是VLAN的二层属性；而SuperVlan,基于协议的Vlan等都不是MSTP考虑的情况。
MST在VLAN上的配置步骤
步骤1 interface vlan 进入vlan配置模式
步骤2 add port untagged 将端口以untagged的方式加入VLAN
步骤3 exit 退出VLAN配置模式

使能MSTP
使能MSTP的配置步骤
步骤1 config spanning-tree 进入spanning-tree配置模式
步骤2 Spanning-tree mode mst 配置mst工作模式
步骤3 Spanning-tree enable 使能MSTP
步骤4 exit 退出spanning-tree 配置模式
步骤5 show spanning-tree mst 显示MSTP配置, mst-instance为0时候显示的是IST的信息，其他的为MSTI的参数

配置案列：

案例描述
本例主要为交换机配置MSTP域。在三台交换机上分别创建单MST Region，并在其中创建3个Instance。通过配置实例优先级使得在Instance1 中bridge1（MAC: 0005:3b80:03cf）为根桥，Instance 2中bridge2(MAC: 0005.3b81.1278)为根桥，在Instance3中 bridge3(MAC: 2222:2222:2222)为根桥。
MSTP将整个网络划分为多个域（不同的域用不同的name和revision区分），每个域中最多可包含64个实例，每个实例内部生成一棵生成树；每个 实例又可包含多个VLAN，多个vlan映射到一个Spaning Tree，所有的VLAN缺省都在Instance 0中。
在MST配置中，若配置最后带Instance ，生成树改变就只在特定的Instance中有效，对其它Instance的生成树没有影响；缺省情况下，改变参数只对该Region（Instance 0）中的生成树计算有影响。
在Bridge1上的配置步骤
步骤1 创建vlan，并添加端口
Harbour (config )#interface vlan vlan10 10
Harbour (config -vlan-vlan10)#add port 2/1-5 tag
Harbour (config -vlan-vlan10)#exit
Harbour (config )#interface vlan vlan20 20
Harbour (config -vlan-vlan20)#add port 2/1-5 tag
Harbour (config -vlan-vlan20)#exit
Harbour (config )#interface vlan vlan30 30
Harbour (config -vlan-vlan30)#add port 2/1-5 tag
Harbour (config -vlan-vlan30)#exit
步骤2 进入config -mstp配置模式
Harbour (config ) # config spanning-tree
Harbour(config -cst) # spanning-tree mode mst
步骤3 创建一个mst region
Harbour(config -mst)# spanning-tree mst name region2
Harbour(config -mst)# spanning-tree mst revision 2
步骤4 使能MSTP
Harbour(config -mst)# spanning-tree enable
步骤5 创建三个实例
Harbour(config -mst)# spanning-tree map vlan 10-19 mst 1
Harbour(config -mst)# spanning-tree map vlan 20-29 mst 2
Harbour(config -mst)# spanning-tree map vlan 30-39 mst 3
步骤6 配置实例优先级
Harbour(config -mst)# spanning-tree priority 4096 mst 1
Harbour(config -mst)# spanning-tree priority 32768 mst 2
Harbour(config -mst)# spanning-tree priority 61440 mst 3

在Bridge2上的配置步骤
步骤1 创建vlan，并添加端口
Harbour (config )#interface vlan vlan10 10
Harbour (config -vlan-vlan10)#add port 2/1-5 tag
Harbour (config -vlan-vlan10)#exit
Harbour (config )#interface vlan vlan20 20
Harbour (config -vlan-vlan20)#add port 2/1-5 tag