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03-二层技术-以太网交换配置指导

03-MSTP配置

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03-MSTP配置


1 MSTP配置

1.1  MSTP简介

生成树协议是一种二层管理协议,它通过选择性地阻塞网络中的冗余链路来消除二层环路,同时还具备链路备份的功能。

与众多协议的发展过程一样,生成树协议也是随着网络的发展而不断更新的,从最初的STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)到RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol,快速生成树协议),再到最新的MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol,多生成树协议)。本文将渐进式地对STP、RSTP和MSTP各自的特点及其关系进行介绍。

1.1.1  STP简介

STP由IEEE制定的802.1D标准定义,用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路,并有选择的对某些端口进行阻塞,最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构,从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环,避免设备由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。

STP包含了两个含义,狭义的STP是指IEEE 802.1D中定义的STP协议,广义的STP是指包括IEEE 802.1D定义的STP协议以及各种在它的基础上经过改进的生成树协议。

1. STP的协议报文

STP采用的协议报文是BPDU(Bridge Protocol Data Unit,桥协议数据单元),也称为配置消息。

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。BPDU中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。

BPDU在STP协议中分为两类:

l              配置BPDU(Configuration BPDU):用来进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文。

l              TCN BPDU(Topology Change Notification BPDU):当拓扑结构发生变化时,用来通知相关设备网络拓扑结构发生变化的报文。

2. STP的基本概念

(1)        根桥

树形的网络结构必须有树根,于是STP引入了根桥(Root Bridge)的概念。根桥在全网中有且只有一个,而且根桥会根据网络拓扑的变化而改变,因此根桥并不是固定的。

在网络初始化过程中,所有设备都视自己为根桥,生成各自的配置BPDU并周期性地向外发送;但当网络拓扑稳定以后,只有根桥设备才会向外发送配置BPDU,其它设备则对其进行转发。

(2)        根端口

所谓根端口,是指一个非根桥的设备上离根桥最近的端口。根端口负责与根桥进行通信。非根桥设备上有且只有一个根端口。根桥上没有根端口。

(3)        指定桥与指定端口

指定桥与指定端口的含义,请参见表1-1的说明。

表1-1 指定桥与指定端口的含义

分类

指定桥

指定端口

对于一台设备而言

与本机直接相连并且负责向本机转发配置消息的设备

指定桥向本机转发配置消息的端口

对于一个局域网而言

负责向本网段转发配置消息的设备

指定桥向本网段转发配置消息的端口

 

指定桥与指定端口如图1-1所示,AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2分别表示设备Device A、Device B、Device C的端口。

l              Device A通过端口AP1向Device B转发配置消息,则Device B的指定桥就是Device A,指定端口就是Device A的端口AP1;

l              与局域网LAN相连的有两台设备:Device B和Device C,如果Device B负责向LAN转发配置消息,则LAN的指定桥就是Device B,指定端口就是Device B的BP2。

图1-1 指定桥与指定端口示意图

 

根桥上的所有端口都是指定端口。

 

(4)        路径开销

路径开销是STP协议用于选择链路的参考值。STP协议通过计算路径开销,选择较为“强壮”的链路,阻塞多余的链路,将网络修剪成无环路的树型网络结构。

3. STP的基本原理

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程,其中包含的几个重要信息如下:

l              根桥ID:由根桥的优先级和MAC地址组成;

l              根路径开销:到根桥的路径开销;

l              指定桥ID:由指定桥的优先级和MAC地址组成;

l              指定端口ID:由指定端口的优先级和端口名称组成;

l              配置消息在网络中传播的生存期:Message Age

l              配置消息在设备中能够保存的最大生存期:Max Age

l              配置消息发送的周期:Hello Time

l              端口状态迁移的延时:Forward Delay

为描述方便,在下面的描述及举例中仅考虑配置消息的其中四项内容:

l          根桥ID(以设备的优先级表示);

l          根路径开销(与端口所连的链路速率相关);

l          指定桥ID(以设备的优先级表示);

l          指定端口ID(以端口名称表示)。

 

(1)        STP算法实现的具体过程

l              初始状态

各台设备的各个端口在初始时会生成以自己为根桥的配置消息,根路径开销为0,指定桥ID为自身设备ID,指定端口为本端口。

l              最优配置消息的选择

各台设备都向外发送自己的配置消息,同时也会收到其它设备发送的配置消息。

最优配置消息的选择过程如表1-2所示。

表1-2 最优配置消息的选择过程

步骤

内容

1

每个端口收到配置消息后的处理过程如下:

l      当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级低时,设备会将接收到的配置消息丢弃,对该端口的配置消息不作任何处理。

l      当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级高时,设备就用接收到的配置消息中的内容替换该端口的配置消息中的内容。

2

设备将所有端口的配置消息进行比较,选出最优的配置消息

 

配置消息的比较原则如下:

l          根桥ID较小的配置消息优先级高;

l          若根桥ID相同,则比较根路径开销,比较方法为:用配置消息中的根路径开销加上本端口对应的路径开销,假设两者之和为S,则S较小的配置消息优先级较高;

l          若根路径开销也相同,则依次比较指定桥ID、指定端口ID、接收该配置消息的端口ID等,上述值较小的配置消息优先级较高。

 

l              根桥的选择

网络初始化时,网络中所有的STP设备都认为自己是“根桥”,根桥ID为自身的设备ID。通过交换配置消息,设备之间比较根桥ID,网络中根桥ID最小的设备被选为根桥。

l              根端口、指定端口的选择

根端口、指定端口的选择过程如表1-3所示。

表1-3 根端口和指定端口的选择过程

步骤

内容

1

非根桥设备将接收最优配置消息的那个端口定为根端口

2

设备根据根端口的配置消息和根端口的路径开销,为每个端口计算一个指定端口配置消息:

l      根桥ID替换为根端口的配置消息的根桥ID;

l      根路径开销替换为根端口配置消息的根路径开销加上根端口对应的路径开销;

l      指定桥ID替换为自身设备的ID;

l      指定端口ID替换为自身端口ID。

3

设备使用计算出来的配置消息和需要确定端口角色的端口上的配置消息进行比较,并根据比较结果进行不同的处理:

l      如果计算出来的配置消息优,则设备就将该端口定为指定端口,端口上的配置消息被计算出来的配置消息替换,并周期性向外发送;

l      如果端口上的配置消息优,则设备不更新该端口的配置消息并将此端口阻塞,此端口将不再转发数据,只接收但不发送配置消息。

 

在拓扑稳定状态,只有根端口和指定端口转发流量,其它端口都处于阻塞状态,它们只接收STP协议报文而不转发用户流量。

 

一旦根桥、根端口和指定端口选举成功,则整个树形拓扑就建立完毕了。

下面结合例子说明STP算法实现的计算过程。具体的组网如图1-2所示,Device A的优先级为0,Device B的优先级为1,Device C的优先级为2,各个链路的路径开销分别为5、10、4。

图1-2 STP算法计算过程组网图

 

l              各台设备的初始状态

各台设备的初始状态如表1-4所示。

表1-4 各台设备的初始状态

设备

端口名称

端口的配置消息

Device A

AP1

{0,0,0,AP1}

AP2

{0,0,0,AP2}

Device B

BP1

{1,0,1,BP1}

BP2

{1,0,1,BP2}

Device C

CP1

{2,0,2,CP1}

CP2

{2,0,2,CP2}

 

l              各台设备的比较过程及结果

各台设备的比较过程及结果如表1-5所示。

表1-5 各台设备的比较过程及结果

设备

比较过程

比较后端口的配置消息

Device A

l      端口AP1收到Device B的配置消息{1,0,1,BP1},Device A发现本端口的配置消息{0,0,0,AP1}优于接收到的配置消息,就把接收到的配置消息丢弃。

l      端口AP2收到Device C的配置消息{2,0,2,CP1},Device A发现本端口的配置消息{0,0,0,AP2}优于接收到的配置消息,就把接收到的配置消息丢弃。

l      Device A发现自己各个端口的配置消息中根桥和指定桥都是自己,则认为自己是根桥,各个端口的配置消息都不作任何修改,以后周期性的向外发送配置消息。

AP1:{0,0,0,AP1}

AP2:{0,0,0,AP2}

Device B

l      端口BP1收到来自Device A的配置消息{0,0,0,AP1},Device B发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{1,0,1,BP1},于是更新端口BP1的配置消息。

l      端口BP2收到来自Device C的配置消息{2,0,2,CP2},Device B发现本端口的配置消息{1,0,1,BP2}优于接收到的配置消息,就把接收到的配置消息丢弃。

BP1:{0,0,0,AP1}

BP2:{1,0,1,BP2}

l      Device B对各个端口的配置消息进行比较,选出端口BP1的配置消息为最优配置消息,然后将端口BP1定为根端口,它的配置消息不作改变。

l      Device B根据根端口BP1的配置消息和根端口的路径开销5,为BP2端口计算一个指定端口配置消息{0,5,1,BP2}。

l      Device B使用计算出来的配置消息{0,5,1,BP2}和端口BP2上的配置消息进行比较,比较的结果是计算出来的配置消息较优,则Device B将端口BP2定为指定端口,它的配置消息被计算出来的配置消息替换,并周期性向外发送。

根端口BP1:

{0,0,0,AP1}

指定端口BP2:

{0,5,1,BP2}

Device C

l      端口CP1收到来自Device A的配置消息{0,0,0,AP2},Device C发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2,0,2,CP1},于是更新端口CP1的配置消息。

l      端口CP2收到来自Device B端口BP2更新前的配置消息{1,0,1,BP2},Device C发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2,0,2,CP2},于是更新端口CP2的配置消息。

CP1:{0,0,0,AP2}

CP2:{1,0,1,BP2}

经过比较:

l      端口CP1的配置消息被选为最优的配置消息,端口CP1就被定为根端口,它的配置消息不作改变。

l      将计算出来的指定端口配置消息{0,10,2,CP2}和端口CP2的配置消息进行比较后,端口CP2转为指定端口,它的配置消息被计算出来的配置消息替换。

根端口CP1:

{0,0,0,AP2}

指定端口CP2:

{0,10,2,CP2}

l      接着端口CP2会收到Device B更新后的配置消息{0,5,1,BP2},由于收到的配置消息比原配置消息优,则Device C触发更新过程。

l      同时端口CP1收到Device A周期性发送来的配置消息,比较后Device C不会触发更新过程。

CP1:{0,0,0,AP2}

CP2:{0,5,1,BP2}

经过比较:

l      端口CP2的根路径开销9(配置消息的根路径开销5+端口CP2对应的路径开销4)小于端口CP1的根路径开销10(配置消息的根路径开销0+端口CP1对应的路径开销10),所以端口CP2的配置消息被选为最优的配置消息,端口CP2就被定为根端口,它的配置消息就不作改变。

l      将端口CP1的配置消息和计算出来的指定端口配置消息比较后,端口CP1被阻塞,端口配置消息不变,同时不接收从Device A转发的数据,直到新的情况触发生成树的计算,比如从Device B到Device C的链路down掉。

阻塞端口CP1:

{0,0,0,AP2}

根端口CP2:

{0,5,1,BP2}

 

经过上表的比较过程,此时以Device A为根桥的生成树就确定下来了,形状如图1-3所示。

图1-3 计算得到的生成树

 

为了便于描述,本例简化了生成树的计算过程,实际的过程要更加复杂。

 

(2)        STP的配置消息传递机制

l              当网络初始化时,所有的设备都将自己作为根桥,生成以自己为根的配置消息,并以Hello Time为周期定时向外发送。

l              接收到配置消息的端口如果是根端口,且接收的配置消息比该端口的配置消息优,则设备将配置消息中携带的Message Age按照一定的原则递增,并启动定时器为这条配置消息计时,同时将此配置消息从设备的指定端口转发出去。

l              如果指定端口收到的配置消息比本端口的配置消息优先级低时,会立刻发出自己的更好的配置消息进行回应。

l              如果某条路径发生故障,则这条路径上的根端口不会再收到新的配置消息,旧的配置消息将会因为超时而被丢弃,设备重新生成以自己为根的配置消息并向外发送,从而引发生成树的重新计算,得到一条新的通路替代发生故障的链路,恢复网络连通性。

不过,重新计算得到的新配置消息不会立刻就传遍整个网络,因此旧的根端口和指定端口由于没有发现网络拓扑变化,将仍按原来的路径继续转发数据。如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话,可能会造成暂时性的环路。

(3)        STP定时器

STP计算中,需要使用三个重要的时间参数:Forward Delay、Hello Time和Max Age。

l              Forward Delay为设备状态迁移的延迟时间。链路故障会引发网络重新进行生成树的计算,生成树的结构将发生相应的变化。不过重新计算得到的新配置消息无法立刻传遍整个网络,如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话,可能会造成暂时性的环路。为此,STP采用了一种状态迁移的机制,新选出的根端口和指定端口要经过2倍的Forward Delay延时后才能进入转发状态,这个延时保证了新的配置消息已经传遍整个网络。

l              Hello Time用于设备检测链路是否存在故障。设备每隔Hello Time时间会向周围的设备发送hello报文,以确认链路是否存在故障。

l              Max Age是用来判断配置消息在设备内保存时间是否“过时”的参数,设备会将过时的配置消息丢弃。

1.1.2  RSTP简介

RSTP由IEEE制定的802.1w标准定义,它在STP基础上进行了改进,实现了网络拓扑的快速收敛。其“快速”体现在,当一个端口被选为根端口和指定端口后,其进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短,从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。

l          RSTP中,根端口的端口状态快速迁移的条件是:本设备上旧的根端口已经停止转发数据,而且上游指定端口已经开始转发数据。

l          RSTP中,指定端口的端口状态快速迁移的条件是:指定端口是边缘端口或者指定端口与点对点链路相连。如果指定端口是边缘端口,则指定端口可以直接进入转发状态;如果指定端口连接着点对点链路,则设备可以通过与下游设备握手,得到响应后即刻进入转发状态。

 

1.1.3  MSTP简介

1. MSTP产生的背景

(1)        STP、RSTP存在的不足

STP不能快速迁移,即使是在点对点链路或边缘端口(边缘端口指的是该端口直接与用户终端相连,而没有连接到其它设备或共享网段上),也必须等待2倍的Forward Delay的时间延迟,端口才能迁移到转发状态。

RSTP可以快速收敛,但是和STP一样存在以下缺陷:局域网内所有网桥共享一棵生成树,不能按VLAN阻塞冗余链路,所有VLAN的报文都沿着一棵生成树进行转发。

(2)        MSTP的特点

MSTP由IEEE制定的802.1s标准定义,它可以弥补STP和RSTP的缺陷,既可以快速收敛,也能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发,从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。关于VLAN的介绍,请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“VLAN”。

MSTP的特点如下:

l              MSTP设置VLAN映射表(即VLAN和生成树的对应关系表),把VLAN和生成树联系起来。通过增加“实例”(将多个VLAN整合到一个集合中)这个概念,将多个VLAN捆绑到一个实例中,以节省通信开销和资源占用率。

l              MSTP把一个交换网络划分成多个域,每个域内形成多棵生成树,生成树之间彼此独立。

l              MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络,避免报文在环路网络中的增生和无限循环,同时还提供了数据转发的多个冗余路径,在数据转发过程中实现VLAN数据的负载分担。

l              MSTP兼容STP和RSTP。

2. MSTP的基本概念

图1-4 MSTP的基本概念示意图

 

图1-4所示,每台设备都运行MSTP,MSTP中的一些基本概念如下:

(1)        MST域

MST域(Multiple Spanning Tree Regions,多生成树域)是由交换网络中的多台设备以及它们之间的网段所构成。这些设备具有下列特点:

l              都使能了MSTP协议;

l              具有相同的域名;

l              具有相同的VLAN到生成树实例映射配置;

l              具有相同的MSTP修订级别配置;

l              这些设备之间在物理上有链路连通。

例如图1-4中的区域A0,域内所有设备都有相同的MST域配置:

l              域名相同;

l              VLAN与生成树实例的映射关系相同(VLAN 1映射到生成树实例1,VLAN 2映射到生成树实例2,其余VLAN映射到CIST。其中,CIST即指生成树实例0);

l              相同的MSTP修订级别(此配置在图中没有体现)。

一个交换网络可以存在多个MST域。用户可以通过MSTP配置命令把多台设备划分在同一个MST域内。

(2)        VLAN映射表

VLAN映射表是MST域的一个属性,用来描述VLAN和生成树实例的映射关系。

例如图1-4中,域A0的VLAN映射表就是:VLAN 1映射到生成树实例1,VLAN 2映射到生成树实例2,其余VLAN映射到CIST。MSTP就是根据VLAN映射表来实现负载分担的。

(3)        IST

IST(Internal Spanning Tree,内部生成树)是MST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。

例如图1-4中CIST在每个MST域内都有一个片段,这个片段就是各个域内的IST。

(4)        CST

CST是连接交换网络内所有MST域的单生成树。如果把每个MST域看作是一个“设备”,CST就是这些“设备”通过STP协议、RSTP协议计算生成的一棵生成树。

例如图1-4中红色线条描绘的就是CST。

(5)        CIST

CIST是连接一个交换网络内所有设备的单生成树,由IST和CST共同构成。

例如图1-4中,每个MST域内的IST加上MST域间的CST就构成整个网络的CIST。

(6)        MSTI

一个MST域内可以通过MSTP生成多棵生成树,各棵生成树之间彼此独立。每棵生成树都称为一个MSTI(Multiple Spanning Tree Instance,多生成树实例)。

例如图1-4中,每个域内可以存在多棵生成树,每棵生成树和相应的VLAN对应。这些生成树就被称为MSTI。

(7)        域根

MST域内IST和MSTI的根桥就是域根。MST域内各棵生成树的拓扑不同,域根也可能不同。

例如图1-4中,区域D0中,生成树实例1的域根为设备B,生成树实例2的域根为设备C。

(8)        总根

总根(Common Root Bridge)是指CIST的根桥。

例如图1-4中,总根为区域A0内的某台设备。

(9)        域边界端口

域边界端口是指位于MST域的边缘,用于连接不同MST域、MST域和运行STP的区域、MST域和运行RSTP的区域的端口。

在进行MSTP计算的时候,域边界端口在MST实例上的角色与CIST的角色保持一致,但Master端口除外——Master端口在CIST上的角色为根端口,在其它实例上的角色才为Master端口。例如图1-4中,如果区域A0的一台设备和区域D0的一台设备的第一个端口相连,整个交换网络的总根位于A0内,则区域D0中这台设备上的第一个端口就是区域D0的域边界端口。

(10)    端口角色

在MSTP的计算过程中,端口角色主要有根端口、指定端口、Master端口、Alternate端口、Backup端口等。

l              根端口:负责向根桥方向转发数据的端口。

l              指定端口:负责向下游网段或设备转发数据的端口。

l              Master端口:连接MST域到总根的端口,位于整个域到总根的最短路径上。从CST上看,Master端口就是域的“根端口”(把域看作是一个节点)。Master端口在IST/CIST上的角色是根端口,在其它各个实例上的角色都是Master端口。

l              Alternate端口:根端口和Master端口的备份端口。当根端口或Master端口被阻塞后,Alternate端口将成为新的根端口或Master端口。

l              Backup端口:指定端口的备份端口。当指定端口被阻塞后,Backup端口就会快速转换为新的指定端口,并无时延地转发数据。当使能了MSTP协议的同一台设备的两个端口互相连接时就存在一个环路,此时设备会将其中一个端口阻塞,Backup端口是被阻塞的那个端口。

端口在不同的生成树实例中可以担任不同的角色。

图1-5 端口角色示意图

 

请参考图1-5理解上述概念。图中:

l              设备A、B、C、D构成一个MST域。

l              设备A的端口1、端口2向总根方向连接。

l              设备C的端口5、端口6构成了环路。

l              设备D的端口3、端口4向下连接其它MST域。

(11)    端口状态

MSTP中的端口状态可分为三种,如表1-6所示。

表1-6 MSTP的端口状态

状态

描述

Forwarding

该状态下的端口可收发BPDU,也转发用户流量

Learning

该状态下的端口可收发BPDU,但不转发用户流量

Discarding

该状态下的端口可收发BPDU,但不转发用户流量

 

同一端口在不同的生成树实例中的端口状态可以不同。

 

端口状态和端口角色是没有必然联系的,表1-7给出了各种端口角色能够具有的端口状态(“√”表示此端口角色能够具有此端口状态;“-”表示此端口角色不能具有此端口状态)。

表1-7 各种端口角色具有的端口状态

端口角色

端口状态

根端口

/Master端口

指定端口

Alternate端口

Backup端口

Forwarding

-

-

Learning

-

-

Discarding

 

3. MSTP的基本原理

MSTP将整个二层网络划分为多个MST域,各个域之间通过计算生成CST;域内则通过计算生成多棵生成树,每棵生成树都被称为是一个多生成树实例。其中实例0被称为IST,其它多生成树实例为MSTI。MSTP同STP一样,使用配置消息进行生成树的计算,只是配置消息中携带的是设备上MSTP的配置信息。

(1)        CIST生成树的计算

通过比较配置消息后,在整个网络中选择一个优先级最高的设备作为CIST的根桥。在每个MST域内MSTP通过计算生成IST;同时MSTP将每个MST域作为单台设备对待,通过计算在域间生成CST。CST和IST构成了整个网络的CIST。

(2)        MSTI的计算

在MST域内,MSTP根据VLAN和生成树实例的映射关系,针对不同的VLAN生成不同的生成树实例。每棵生成树独立进行计算,计算过程与STP计算生成树的过程类似,请参见“1.1.1  3. STP的基本原理”。

MSTP中,一个VLAN报文将沿着如下路径进行转发:

l              在MST域内,沿着其对应的MSTI转发;

l              在MST域间,沿着CST转发。

4. MSTP在设备上的实现

MSTP同时兼容STP、RSTP。STP、RSTP两种协议报文都可以被运行MSTP的设备识别并应用于生成树计算。

设备除了提供MSTP的基本功能外,还从用户的角度出发,提供了许多便于管理的特殊功能,如下所示:

l              根桥保持;

l              根桥备份;

l              根保护功能;

l              BPDU保护功能;

l              环路保护功能;

l              防TC-BPDU攻击保护功能;

l              BPDU拦截功能;

l              MSTP支持接口板的热插拔,同时支持主控板与备板的倒换。

1.1.4  协议规范

与MSTP相关的协议规范有:

l              IEEE 802.1D:Media Access Control (MAC) Bridges

l              IEEE 802.1w:Part 3: Media Access Control (MAC) Bridges—Amendment 2: Rapid Reconfiguration

l              IEEE 802.1s:Virtual Bridged Local Area Networks—Amendment 3: Multiple Spanning Trees

1.2  MSTP配置任务简介

在配置前需要明确各设备在生成树实例中的角色:根桥或叶子节点。每个生成树实例中只能有一台设备成为根桥,其余设备都是叶子节点。

表1-8 MSTP配置任务简介

配置任务

说明

详细配置

配置根桥

配置MST域

必选

1.3.1 

配置根桥和备份根桥

可选

1.3.2 

配置MSTP的工作模式

可选

1.3.3 

配置设备的优先级

可选

1.3.4 

配置MST域的最大跳数

可选

1.3.5 

配置交换网络的网络直径

可选

1.3.6 

配置MSTP的时间参数

可选

1.3.7 

配置超时时间因子

可选

1.3.8 

配置端口的最大发送速率

可选

1.3.9 

配置端口为边缘端口

可选

1.3.10 

配置端口的链路类型

可选

1.3.13 

配置端口收发的MSTP报文格式

可选

1.3.14 

打开端口状态变化信息显示开关

可选

1.3.15 

使能MSTP协议

必选

1.3.16 

配置叶子节点

配置MST域

必选

1.3.1 

配置MSTP的工作模式

可选

1.3.3 

配置超时时间因子

可选

1.3.8 

配置端口的最大发送速率

可选

1.3.9 

配置端口为边缘端口

可选

1.3.10 

配置端口的路径开销

可选

1.3.11 

配置端口的优先级

可选

1.3.12 

配置端口的链路类型

可选

1.3.13 

配置端口收发的MSTP报文格式

可选

1.3.14 

打开端口状态变化信息显示开关

可选

1.3.15 

使能MSTP协议

必选

1.3.16 

执行mCheck操作

可选

1.3.17 

配置摘要侦听功能

可选

1.3.18 

配置No Agreement Check功能

可选

1.3.19 

配置MSTP保护功能

可选

1.3.20 

 

l          当同时使能GVRP和MSTP时,GVRP报文将沿生成树实例CIST传播。因此当同时使能了GVRP和MSTP时,如果希望通过GVRP在网络中发布某个VLAN,则配置MSTP的VLAN映射表时要保证将该VLAN映射到CIST上。有关GVRP的详细介绍,请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“GVRP”。

l          MSTP与以下功能互斥:业务环回、RRPP、Smart Link、STP协议的BPDU Tunnel功能。不能在端口上同时配置MSTP和上述功能。

l          对于MSTP的相关配置来说:系统视图下的配置在全局生效;以太网接口或WLAN Mesh接口视图下的配置只对当前端口生效;端口组视图下的配置对当前端口组中的所有端口生效;二层聚合接口视图下的配置只对当前接口生效;聚合成员端口上的配置,只有当成员端口退出聚合组后才能生效。

l          在二层聚合接口上使能MSTP协议后,MSTP的相关计算只在二层聚合接口上进行,聚合成员端口不再参与MSTP计算。二层聚合接口所对应聚合组中的所有选中成员端口的MSTP使能/关闭状态以及端口转发状态与二层聚合接口保持一致。尽管聚合成员端口不参与MSTP计算,但端口上的MSTP相关配置仍然保留,当端口退出聚合组时,该端口将采用这些配置参与MSTP计算。

 

1.3  配置MSTP

1.3.1  配置MST域

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-9 配置MST域

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入MST域视图

stp region-configuration

-

配置MST域的域名

region-name name

可选

缺省情况下,MST域的域名为设备的MAC地址

配置VLAN映射表

instance instance-id vlan vlan-list

二者可选其一

缺省情况下,所有VLAN都映射到CIST(即实例0)上

vlan-mapping modulo modulo

配置MSTP的修订级别

revision-level level

可选

缺省情况下,MSTP的修订级别为0

显示MST域的预配置信息

check region-configuration

可选

激活MST域的配置

active region-configuration

必选

显示当前生效的MST域配置信息

display stp region-configuration [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

可选

display命令可以在任意视图执行

 

l          在两台或者多台使能了MSTP协议的设备上,只有当选择因子(缺省为0,不可配)、域名、VLAN映射表和MSTP修订级别的配置都相同,且这些设备之间有链路相通时,它们才能属于同一个MST域。

l          在配置MST域的相关参数(特别是VLAN映射表)时,会引发生成树的重新计算,从而引起网络拓扑的振荡。为了减少网络振荡,新配置的MST域参数并不会马上生效,而是在使用active region-configuration命令激活,或使用命令stp enable使能MSTP协议后才会生效。

 

1.3.2  配置根桥和备份根桥

MSTP可以通过计算来自动确定生成树的根桥,用户也可以通过手工配置将设备指定为生成树实例的根桥和备份根桥:

l              设备在各生成树实例中的角色互相独立,在作为一个生成树实例的根桥或备份根桥的同时,也可以作为其它生成树实例的根桥或备份根桥;但在同一个生成树实例中,一台设备不能既作为根桥,又作为备份根桥。

l              在一个生成树实例中,生效的根桥只有一个;当两台或两台以上的设备被指定为同一个生成树实例的根桥时,MSTP将选择MAC地址最小的设备作为根桥。

l              可以在每个生成树实例中指定多个备份根桥。当根桥出现故障或被关机时,备份根桥可以取代根桥成为指定生成树实例的根;但此时若配置了新的根桥,则备份根桥将不会成为根桥。如果配置了多个备份根桥,则MAC地址最小的备份根桥将成为指定生成树实例的根。

1. 配置根桥

请在欲配置为根桥的设备上进行如下配置。

表1-10 配置根桥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置当前设备为指定生成树实例的根桥

stp [ instance instance-id ] root primary

必选

缺省情况下,设备不是任何生成树实例的根桥

 

2. 配置备份根桥

请在欲配置为备份根桥的设备上进行如下配置。

表1-11 配置备份根桥

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置当前设备为指定生成树实例的备份根桥

stp [ instance instance-id ] root secondary

必选

缺省情况下,设备不是任何生成树实例的备份根桥

 

l          当设备被配置为根桥或者备份根桥之后,不能再修改该设备的优先级。

l          也可以通过配置设备的优先级为0来实现将当前设备指定为根桥的目的。有关设备优先级的配置,请参见“1.3.4  配置设备的优先级”。

 

1.3.3  配置MSTP的工作模式

MSTP和RSTP可以互相兼容,能够互相识别对方的协议报文,而STP无法识别MSTP的报文,MSTP为了实现与STP设备的混合组网,并完全兼容RSTP,设定了以下三种工作模式:

l              STP兼容模式:设备的各端口都将向外发送STP BPDU;

l              RSTP模式:设备的各端口都向外发送RSTP BPDU,当某端口发现其对端设备上运行STP时,该端口会自动迁移到STP兼容模式;

l              MSTP模式:设备的各端口都向外发送MSTP BPDU,当某端口发现其对端设备上运行STP时,该端口会自动迁移到STP兼容模式。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-12 配置MSTP的工作模式

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置MSTP的工作模式

stp mode { stp | rstp | mstp }

必选

缺省情况下,工作模式为MSTP模式

 

1.3.4  配置设备的优先级

设备的优先级参与生成树计算,其大小决定了该设备是否能够被选作生成树的根桥。数值越小表示优先级越高,通过配置较小的优先级,可以达到指定某台设备成为生成树根桥的目的。可以在不同的生成树实例中为设备配置不同的优先级。

请在根桥设备上进行如下配置。

表1-13 配置设备的优先级

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置设备的优先级

stp [ instance instance-id ] priority priority

必选

缺省情况下,设备的优先级为32768

 

l          当指定设备为根桥或者备份根桥之后,不能再修改该设备的优先级。

l          在生成树根桥的选择过程中,如果设备的优先级相同,则MAC地址最小的设备将被选择为根。

 

1.3.5  配置MST域的最大跳数

MST域的最大跳数限制了MST域的规模,在域根上配置的最大跳数将作为该MST域的最大跳数。

从MST域内的生成树的根桥开始,域内的配置消息(即BPDU)每经过一台设备的转发,跳数就被减1;设备将丢弃跳数为0的配置消息,以使处于最大跳数外的设备无法参与生成树的计算,从而限制了MST域的规模。

请在根桥设备上进行如下配置,非根桥设备将采用根桥设备的配置值。

表1-14 配置MST域的最大跳数

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置MST域的最大跳数

stp max-hops hops

必选

缺省情况下,MST域的最大跳数为20

 

1.3.6  配置交换网络的网络直径

交换网络中任意两台终端设备都通过特定路径彼此相连,这些路径由一系列的设备构成。网络直径就是指交换网络中任意两台终端设备间的最大设备数。网络直径越大,说明网络的规模越大。

请在根桥设备上进行如下配置。

表1-15 配置交换网络的网络直径

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置交换网络的网络直径

stp bridge-diameter diameter

必选

缺省情况下,交换网络的网络直径为7

 

l          当配置了网络直径后,MSTP会通过计算自动将设备的Hello Time、 Forward Delay和Max Age三个时间参数设置为较优值。

l          本配置只对CIST有效,而对MSTI无效,且只能在根桥上进行配置才会生效。每个MST域看作是一台设备。

 

1.3.7  配置MSTP的时间参数

MSTP包括以下三个时间参数:

l              MSTP为了防止产生临时环路,在端口由Discarding状态转向Forwarding状态时设置了中间状态Learning,并且状态切换需要等待一定的时间,以保持与远端的设备状态切换同步。根桥的Forward Delay时间就用来确定状态迁移的时间间隔。

l              Hello Time时间用于生成树协议定时发送配置消息维护生成树的稳定。如果设备在一段时间内没有收到BPDU,则会由于消息超时而对生成树进行重新计算。

l              MSTP可以检测链路故障,并自动恢复冗余链路为转发状态。在CIST上,设备根据Max Age时间来确定端口收到的配置消息是否超时。如果端口上收到的配置消息超时,则需要对该生成树实例重新计算。Max Age时间对MSTI无效。

请在根桥设备上进行如下配置,整个交换网络中所有的设备都将采用CIST根桥上的时间参数值。

表1-16 配置MSTP的时间参数

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置Forward Delay时间参数

stp timer forward-delay time

可选

缺省情况下,Forward Delay时间为1500厘秒(即15秒)

配置Hello Time时间参数

stp timer hello time

可选

缺省情况下,Hello Time时间为200厘秒(即2秒)

配置Max Age时间参数

stp timer max-age time

可选

缺省情况下,Max Age时间为2000厘秒(即20秒)

 

l          Forward Delay时间的长短与交换网络的网络直径有关。一般来说,网络直径越大,Forward Delay时间就应该配置得越长。如果Forward Delay时间配置得过小,可能引入临时的冗余路径;如果Forward Delay时间配置得过大,网络可能较长时间不能恢复连通。建议用户采用缺省值。

l          合适的Hello Time时间可以保证设备能够及时发现网络中的链路故障,又不会占用过多的网络资源。如果Hello Time时间配置得过长,在链路发生丢包时,设备会误以为链路出现了故障,从而引发网络设备重新计算生成树;如果Hello Time时间配置得过短,设备将频繁发送重复的配置消息,增加了设备的负担,浪费了网络资源。建议用户采用缺省值。

l          如果Max Age时间配置得过小,网络设备会频繁地计算生成树,而且有可能将网络拥塞误认成链路故障;如果Max Age时间配置得过大,网络设备很可能不能及时发现链路故障,不能及时重新计算生成树,从而降低网络的自适应能力。建议用户采用缺省值。

 

根桥的Hello Time、Forward Delay和Max Age这三个时间参数的取值应满足以下关系,否则会引起网络的频繁震荡:

(1)        2 ×(Forward Delay - 1 second)¦ Max Age

(2)        Max Age ¦ 2 ×(Hello Time + 1 second)

建议使用stp bridge-diameter命令配置交换网络的网络直径,MSTP会根据网络直径自动计算出这三个时间参数的较优值。

1.3.8  配置超时时间因子

超时时间因子用来确定设备的超时时间:超时时间=超时时间因子×3×Hello Time。

当网络拓扑结构稳定后,非根桥设备会每隔Hello Time时间向周围相连设备转发根桥发出的BPDU以确认链路是否存在故障。通常如果设备在9倍的Hello Time时间内没有收到上游设备发来的BPDU,就会认为上游设备已经故障,从而重新进行生成树的计算。

有时设备在较长时间内收不到上游设备发来的BPDU,可能是由于上游设备的繁忙导致的,在这种情况下一般不应重新进行生成树的计算。因此在稳定的网络中,可以通过延长超时时间来减少网络资源的浪费。在一个稳定的网络中,建议将超时时间因子配置为5~7。

请在根桥设备上进行如下配置。

表1-17 配置超时时间因子

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置设备的超时时间因子

stp timer-factor factor

必选

缺省情况下,设备的超时时间因子为3

 

1.3.9  配置端口的最大发送速率

端口的最大发送速率是指每Hello Time时间内端口能够发送的BPDU最大数目。端口的最大发送速率与端口的物理状态和网络结构有关,用户可以根据实际的网络情况对其进行配置。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-18 配置端口的最大发送速率

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置端口的最大发送速率

stp transmit-limit limit

必选

缺省情况下,端口的最大发送速率为10

 

最大发送速率越高,每Hello time内可发送的BPDU数量就越多,占用的系统资源也越多。适当配置最大发送速率一方面可以限制端口发送BPDU的速度,另一方面还可以防止在网络拓扑动荡时,MSTP占用过多的带宽资源。推荐采用缺省配置。

 

1.3.10  配置端口为边缘端口

当端口直接与用户终端相连,而没有连接到其它设备或共享网段上,则该端口被认为是边缘端口。网络拓扑变化时,边缘端口不会产生临时环路。

由于设备无法知道端口是否直接与终端相连,所以需要用户手工将端口配置为边缘端口。如果用户将某个端口配置为边缘端口,那么当该端口由堵塞状态向转发状态迁移时,这个端口可以实现快速迁移,而无需等待延迟时间。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-19 配置端口为边缘端口

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置当前端口为边缘端口

stp edged-port enable

必选

缺省情况下,端口为非边缘端口

 

l          在设备没有使能BPDU保护的情况下,如果被设置为边缘端口的端口上收到来自其它端口的BPDU,则该端口会重新变为非边缘端口。此时,只有重启端口才能将该端口恢复为边缘端口。

l          对于直接与终端相连的端口,请将该端口设置为边缘端口,同时使能BPDU保护功能。这样既能够使该端口快速迁移到转发状态,也可以保证网络的安全。

l          在同一个端口上,环路保护功能、根保护功能和边缘端口这三种配置之间两两互斥,且只有先配置的才能生效。

 

1.3.11  配置端口的路径开销

路径开销(Path Cost)是与端口相连的链路速率相关的参数。在支持MSTP的设备上,端口在不同的生成树实例中可以拥有不同的路径开销。设置合适的路径开销可以使不同VLAN的流量沿不同的物理链路转发,从而实现按VLAN负载分担的功能。

设备可以自动计算端口的缺省路径开销,用户也可以直接配置端口的路径开销。

请在叶子节点设备上进行如下配置。

1. 配置设备计算端口的缺省路径开销所采用的标准

在设备自动计算端口的缺省路径开销时,用户可以指定计算时所采用的标准,有以下三种:

l              dot1d-1998:按照IEEE 802.1D-1998标准来计算路径开销缺省值。

l              dot1t:按照IEEE 802.1t标准来计算路径开销缺省值。

l              legacy:按照私有标准来计算路径开销缺省值。

表1-20 配置设备计算端口的缺省路径开销所采用的标准

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置设备在计算与设备相连的链路的缺省路径开销时采用的标准

stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy }

必选

缺省情况下,设备采用的计算标准为legacy

 

端口速率与cost值的对应关系如表1-21所示。

表1-21 端口速率与cost值对应表

链路速率

双工状态

802.1D-1998

802.1t

私有标准

0

-

65535

200,000,000

200,000

10Mbps

Single Port

Aggregated Link 2 Ports

Aggregated Link 3 Ports

Aggregated Link 4 Ports

100

100

100

100

2,000,000

1,000,000

666,666

500,000

2,000

1,800

1,600

1,400

100Mbps

Single Port

Aggregated Link 2 Ports

Aggregated Link 3 Ports

Aggregated Link 4 Ports

19

19

19

19

200,000

100,000

66,666

50,000

200

180

160

140

1000Mbps

Single Port

Aggregated Link 2 Ports

Aggregated Link 3 Ports

Aggregated Link 4 Ports

4

4

4

4

20,000

10,000

6,666

5,000

20

18

16

14

10Gbps

Single Port

Aggregated Link 2 Ports

Aggregated Link 3 Ports

Aggregated Link 4 Ports

2

2

2

2

2,000

1,000

666

500

2

1

1

1

 

在计算聚合接口的路径开销时,IEEE 802.1D-1998标准不考虑聚合接口所对应聚合组成员的链路数量,IEEE 802.1T标准则对此予以考虑,计算公式为:路径开销=200000000÷链路速率(单位为100Kbps),其中链路速率为聚合接口所对应聚合组的成员端口中处于非阻塞状态的端口速率之和。

 

2. 配置端口的路径开销

表1-22 配置端口的路径开销

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置端口的路径开销

stp [ instance instance-id ] cost cost

必选

缺省情况下,自动按照相应的标准计算各个生成树实例上的路径开销

 

l          如果用户改变计算缺省路径开销值采用的标准,则之前通过stp cost命令设置的端口路径开销会失去作用。

l          端口路径开销改变时,MSTP会重新计算端口的角色并进行状态迁移。instance-id为0时表示设置为CIST的路径开销。

 

3. 配置举例

# 配置按照标准IEEE 802.1D-1998来计算路径开销缺省值。

<Sysname> system-view

[Sysname] stp pathcost-standard dot1d-1998

# 配置端口Ethernet1/3在指定生成树实例2上的路径开销为200。

<Sysname> system-view

[Sysname] interface ethernet 1/3

[Sysname-Ethernet1/3] stp instance 2 cost 200

1.3.12  配置端口的优先级

端口优先级是确定该端口是否会被选为根端口的重要依据,同等条件下优先级高的端口将被选为根端口。在支持MSTP的设备上,端口可以在不同的生成树实例中拥有不同的优先级,同一端口可以在不同的生成树实例中担任不同的角色,从而使不同VLAN的数据沿不同的物理路径传播,实现按VLAN进行负载分担的功能。用户可以根据组网的实际需要来设置端口的优先级。

请在叶子节点设备上进行如下配置。

表1-23 配置端口的优先级

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置端口的优先级

stp [ instance instance-id ] port priority priority

必选

缺省情况下,端口的优先级为128

 

l          端口优先级改变时,MSTP会重新计算端口的角色并进行状态迁移。

l          一般情况下,配置的值越小,端口的优先级就越高。如果设备所有端口都采用相同的优先级参数值,则端口优先级的高低就取决于该端口的索引号的大小,索引号越小优先级高。改变端口的优先级会引起生成树重新计算。

 

1.3.13  配置端口的链路类型

点对点链路是两台设备之间直接连接的链路。以点对点链路相连的两个端口如果为根端口或者指定端口,则端口可以通过传送同步报文(proposal报文和agreement报文)快速迁移到转发状态,减少了不必要的转发延迟时间。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-24 配置端口的链路类型

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置端口的链路类型

stp point-to-point { auto | force-false | force-true }

必选

缺省情况下,端口的链路类型为auto,即由MSTP来自动检测与本端口相连的链路是否为点对点链路

 

l          二层聚合接口可以被配置成与点对点链路相连;如果一个端口工作在自协商模式,协商出来的工作模式是全双工,可以将此端口配置为点对点链路。

l          当端口被设置为与点对点链路相连,则该端口在所有生成树实例上均被设置为与点对点链路相连。如果端口实际物理链路不是点对点链路,用户错误配置为强制点对点链路,则有可能会引入临时环路。

 

1.3.14  配置端口收发的MSTP报文格式

端口可以收发的MSTP报文格式有两种:

l              dot1s:符合802.1s协议的标准格式;

l              legacy:与非标准格式兼容的格式。

端口默认配置为自动识别方式(auto),即可以自动识别这两种格式的MSTP报文,并根据识别结果确定发送报文的格式,从而实现与对端设备的互通。

用户也可以通过配置改变端口收发的MSTP报文格式,使端口只收发与所配格式相符的MSTP报文,实现与对端发送所配置格式报文的设备互通。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-25 配置端口收发的MSTP报文格式

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置端口收发的MSTP报文格式

stp compliance { auto | dot1s | legacy }

必选

缺省情况下,端口会自动识别收到的MSTP报文格式并根据识别结果确定发送的报文格式

 

l          设备提供了MSTP报文格式不兼容保护功能:在MSTP模式下,当端口上配置的收发MSTP报文格式不是auto时,如果端口收到了与所配格式不符的报文,该端口将成为指定端口,其状态将保持在Discarding,以防止出现环路。

l          设备提供了MSTP报文格式频繁切换保护功能:设备运行过程中,如果端口收到的MSTP报文格式频繁变化,则表明组网中MSTP报文格式的配置出现了错误,此时在MSTP模式下会把该端口关闭以进行保护。被关闭的端口只能由网络管理人员恢复。

 

1.3.15  打开端口状态变化信息显示开关

在使能了MSTP协议的大型网络中,MSTP实例较多,各个端口的状态可能会频繁发生变化。这时,用户可以通过打开端口状态变化信息显示开关,使系统输出所有生成树实例或指定生成树实例的端口状态变化信息,方便用户对端口状态进行实时监控。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-26 打开端口状态变化信息显示开关

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

打开端口状态变化信息显示开关

stp port-log { all | instance instance-id }

必选

缺省情况下,端口状态变化信息显示开关关闭

 

1.3.16  使能MSTP协议

只有使能了MSTP协议,MSTP的其它配置才会生效。

请分别在根桥设备和叶子节点设备上进行如下配置。

表1-27 使能MSTP协议

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

全局使能MSTP协议

stp enable

必选

缺省情况下,全局的MSTP协议处于关闭状态

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

在端口上使能MSTP协议

stp enable

可选

缺省情况下,当全局使能了MSTP协议后,所有端口上的MSTP协议将处于开启状态

 

为了灵活地控制MSTP工作,可以通过命令undo stp enable关闭特定端口的MSTP协议,使这些端口不参与生成树计算,以节省设备的CPU资源。

 

1.3.17  执行mCheck操作

MSTP的工作模式有STP兼容模式、RSTP模式和MSTP模式三种。在运行MSTP(或RSTP)的设备上,若某端口连接着运行STP协议的设备,该端口会自动迁移到STP兼容模式;但在下列两种情况下,该端口将无法自动迁移回MSTP(或RSTP)模式,而需要通过执行mCheck操作将其手工迁移回MSTP(或RSTP)模式:

l              运行STP协议的设备被关机或撤走;

l              运行STP协议的设备切换为MSTP(或RSTP)模式。

可以在全局或在端口上执行mCheck操作。

1. 全局执行mCheck操作

表1-28 全局执行mCheck操作

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

全局执行mCheck操作

stp mcheck

必选

 

2. 在端口上执行mCheck操作

表1-29 在端口上执行mCheck操作

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

-

在端口上执行mCheck操作

stp mcheck

必选

 

只有当设备的MSTP运行模式为RSTP或MSTP模式时执行mCheck操作才有效。

 

1.3.18  配置摘要侦听功能

根据IEEE 802.1s规定,只有在MST域配置(包括域名、修订级别和VLAN映射关系)完全一致的情况下,相连的设备才被认为是在同一个域内。当设备使能了MSTP协议以后,设备之间通过识别BPDU数据报文内的配置ID来判断相连的设备是否与自己处于相同的MST域内;配置ID包含域名、修订级别、配置摘要等内容,其中配置摘要长16字节,是由HMAC-MD5算法将VLAN实例映射关系加密计算而成。

在网络中,由于一些厂商的设备在对MSTP协议的实现上存在差异,即用加密算法计算配置摘要时采用私有的密钥,从而导致即使MST域配置相同,不同厂商的设备之间也不能实现在MSTP域内的互通。

通过在设备上与对MSTP协议的实现存在私有性差异的第三方厂商设备相连的端口使能摘要侦听功能,可以实现与这些厂商设备在MST域内的完全互通。

1. 配置准备

与第三方厂商设备相连,网络配置正确,MSTP正常运行。

2. 配置摘要侦听功能

只有当与对MSTP协议的实现存在私有性差异的第三方厂商设备(即采用私有密钥来计算配置摘要)互连时才有必要配置本功能。

表1-30 配置摘要侦听功能

配置步骤

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

在端口上使能摘要侦听功能

stp config-digest-snooping

必选

缺省情况下,摘要侦听功能处于关闭状态

退回系统视图

quit

-

全局使能摘要侦听功能

stp config-digest-snooping

必选

缺省情况下,摘要侦听功能处于关闭状态

 

l          摘要侦听功能在端口生效后,由于不再通过配置摘要的比较计算来判断是否在同一个域内,因此需要保证互连设备的域配置中的VLAN实例映射关系配置相同。

l          全局使能摘要侦听功能后,禁止修改MST域配置中VLAN与实例的映射关系,禁止执行undo stp region-configuration命令取消当前域配置,但可以修改域配置中的域名和修订级别。

l          只有当全局和端口上都使能了摘要侦听功能后,该功能才能生效。使能摘要侦听功能时,建议先在所有与第三方厂商设备相连的端口上使能该功能,再全局使能该功能,以一次性让所有端口的配置生效,从而减少对网络的冲击。

l          请不要在MST域的边界端口上使能摘要侦听功能,否则可能会导致环路。

l          建议配置完摘要侦听功能后再使能MSTP协议。在网络稳定的情况下不要进行摘要侦听功能的配置,以免造成临时的流量中断。

 

3. 摘要侦听功能配置举例

(1)        组网需求

l              Device A和Device B分别与对MSTP协议的实现存在私有性差异的第三方厂商设备Device C互联并配置在同一域内。

l              在Device A和Device B上使能摘要侦听功能,实现与Device C在MSTP域内的互通。

(2)        组网图

图1-6 摘要侦听功能配置组网图

 

(3)        配置步骤

# 在Device A的端口Ethernet1/1上使能摘要侦听功能,并全局使能摘要侦听功能。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] interface ethernet 1/1

[DeviceA-Ethernet1/1] stp config-digest-snooping

[DeviceA-Ethernet1/1] quit

[DeviceA] stp config-digest-snooping

# 在Device B的端口Ethernet1/1上使能摘要侦听功能,并全局使能摘要侦听功能。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] interface ethernet 1/1

[DeviceB-Ethernet1/1] stp config-digest-snooping

[DeviceB-Ethernet1/1] quit

[DeviceB] stp config-digest-snooping

1.3.19  配置No Agreement Check功能

RSTP和MSTP的指定端口快速迁移机制使用两种协议报文:

l              proposal报文:指定端口请求快速迁移的报文。

l              agreement报文:同意对端进行快速迁移的报文。

RSTP和MSTP均要求上游设备的指定端口在接收到下游设备的agreement报文后才能进行快速迁移。不同之处如下:

l              对于MSTP,上游设备先向下游设备发送agreement报文,而下游设备的根端口只有在收到了上游设备的agreement报文后才会向上游设备回应agreement报文。

l              对于RSTP,下游设备无需等待上游设备发送agreement报文就可向上游设备发送agreement报文。

图1-7所示,是MSTP的指定端口快速迁移机制。

图1-7 MSTP指定端口快速迁移机制

 

图1-8所示,是RSTP的指定端口快速迁移机制。

图1-8 RSTP指定端口快速迁移机制

 

当设备与作为上游设备且对MSTP协议的实现存在私有性差异的第三方厂商设备互联时,二者在快速迁移的配合上可能会存在一定的限制。例如:上游设备指定端口的状态迁移实现机制与RSTP类似;而下游设备运行MSTP并且不工作在RSTP模式时,由于下游设备的根端口接收不到上游设备的agreement报文,它不会向上游设备发agreement报文,所以上游设备的指定端口无法实现状态的快速迁移,只能在2倍的Forward Delay延时后变成转发状态。

通过在设备上与对MSTP协议的实现存在私有性差异的上游第三方厂商设备相连的端口使能No Agreement Check功能,可避免这种情况的出现,使得上游的第三方厂商设备的指定端口能够进行状态的快速迁移。

1. 配置准备

l              设备与作为上游设备且支持MSTP的第三方厂商设备互连,并且端口之间为点对点链路。

l              为设备和第三方厂商设备配置相同的域名、域配置修订级别和VLAN与实例映射关系,以确保它们在同一个域内。

2. 配置No Agreement Check功能

请在设备的根端口上进行如下配置,且只有在根端口上配置本功能才会生效。

表1-31 配置No Agreement Check功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

使能No Agreement Check功能

stp no-agreement-check

必选

缺省情况下,No Agreement Check功能处于关闭状态

 

3. No Agreement Check功能配置举例

(1)        组网需求

l              Device A与对MSTP协议的实现存在私有性差异的第三方厂商设备Device B互连并配置在同一域内;

l              Device B作为域根,Device A作为下游设备。

(2)        组网图

图1-9 No Agreement Check功能配置组网图

 

(3)        配置步骤

# 在Device A的端口Ethernet1/1上使能No Agreement Check功能。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] interface ethernet 1/1

[DeviceA-Ethernet1/1] stp no-agreement-check

1.3.20  配置MSTP保护功能

MSTP保护功能有以下五种:

l              BPDU保护功能

l              根保护功能

l              环路保护功能

l              防TC-BPDU攻击保护功能

1. 配置准备

MSTP在设备上已经正确配置。

2. 配置BPDU保护功能

对于接入层设备,接入端口一般直接与用户终端(如PC)或文件服务器相连,此时接入端口被设置为边缘端口以实现这些端口的快速迁移;当这些端口接收到配置消息(即BPDU)时系统会自动将这些端口设置为非边缘端口,重新计算生成树,引起网络拓扑结构的变化。这些端口正常情况下应该不会收到STP的配置消息。如果有人伪造配置消息恶意攻击设备,就会引起网络震荡。

MSTP提供了BPDU保护功能来防止这种攻击:设备上使能了BPDU保护功能后,如果边缘端口收到了配置消息,MSTP就将这些端口关闭,同时通知网管这些端口已被MSTP关闭。被关闭的端口在经过一定时间间隔之后将被重新激活,这个时间间隔就是定时检测时间间隔。有关定时检测时间间隔的详细介绍,请参见“基础配置指导”中的“设备管理”。

请在有边缘端口的设备上进行如下配置。

表1-32 配置BPDU保护功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

使能BPDU保护功能

stp bpdu-protection

必选

缺省情况下, BPDU保护功能处于关闭状态

 

BPDU保护功能对使能了环回测试功能的端口无效。有关环回测试功能的相关介绍,请参见“接口管理配置指导”中的“以太网接口”。

 

3. 配置根保护功能

生成树的根桥和备份根桥应该处于同一个域内,特别是对于CIST的根桥和备份根桥,网络设计时一般会把CIST的根桥和备份根桥放在一个高带宽的核心域内。但是,由于维护人员的错误配置或网络中的恶意攻击,网络中的合法根桥有可能会收到优先级更高的配置消息,这样当前合法根桥会失去根桥的地位,引起网络拓扑结构的错误变动。这种不合法的变动,会导致原来应该通过高速链路的流量被牵引到低速链路上,导致网络拥塞。

为了防止这种情况发生,MSTP提供了根保护功能:对于使能了根保护功能的端口,其在所有实例上的端口角色只能为指定端口。一旦该端口收到某实例优先级更高的配置消息,立即将该实例端口设置为侦听状态,不再转发报文(相当于将此端口相连的链路断开)。当在2倍的Forward Delay时间内没有收到更优的配置消息时,端口会恢复原来的正常状态。

请在设备的指定端口上进行如下配置。

表1-33 配置根保护功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

使能端口的根保护功能

stp root-protection

必选

缺省情况下,端口上的根保护功能处于关闭状态

 

在同一个端口上,环路保护功能、根保护功能和边缘端口这三种配置之间两两互斥,且只有先配置的才能生效。

 

4. 配置环路保护功能

依靠不断接收上游设备发送的BPDU,设备可以维持根端口和其它阻塞端口的状态。但是由于链路拥塞或者单向链路故障,这些端口会收不到上游设备的BPDU,此时下游设备会重新选择端口角色,收不到BPDU的下游设备端口会转变为指定端口,而阻塞端口会迁移到转发状态,从而交换网络中会产生环路。环路保护功能会抑制这种环路的产生。

在使能了环路保护功能的端口上,其所有实例的初始状态均为Discarding状态:如果该端口收到了BPDU,这些实例可以进行正常的状态迁移;否则,这些实例将一直处于Discarding状态以避免环路的产生。

请在设备的根端口和Alternate端口上进行如下配置。

表1-34 配置环路保护功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入相应视图

进入以太网、二层聚合或WLAN Mesh接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

使能端口的环路保护功能

stp loop-protection

必选

缺省情况下,端口的环路保护功能处于关闭状态

 

l          请不要在与用户终端相连的端口上使能环路保护功能,否则该端口会因收不到BPDU而导致其所有实例将一直处于Discarding状态。

l          在同一个端口上,环路保护功能、根保护功能和边缘端口这三种配置之间两两互斥,且只有先配置的才能生效。

 

5. 配置防TC-BPDU攻击保护功能

设备在接收到TC-BPDU(网络拓扑发生变化的通知报文)后,会执行转发地址表项的刷新操作。在有人伪造TC-BPDU恶意攻击设备时,设备短时间内会收到很多的TC-BPDU,频繁的刷新操作给设备带来很大负担,给网络的稳定带来很大隐患。

通过在设备上使能防TC-BPDU攻击保护功能,可以避免频繁地刷新转发地址表项。防TC-BPDU攻击保护功能使能后,设备在收到TC-BPDU后的一定时间内,允许收到TC-BPDU后立即进行地址表项刷新操作的次数最多为stp tc-protection threshold命令设置的次数(假设为n)。同时系统会监控在该时间段内收到的TC-BPDU数是否大于n,如果大于n,则设备在该时间超时后再进行一次地址表项刷新操作。这样就可以避免频繁地刷新转发地址表项。

表1-35 配置防TC-BPDU攻击保护功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

使能防TC-BPDU攻击保护功能

stp tc-protection enable

可选

缺省情况下,防TC-BPDU攻击保护功能处于开启状态

配置设备在收到TC-BPDU后一定时间内,允许收到TC-BPDU后立即刷新转发地址表项的最高次数

stp tc-protection threshold number

可选

缺省情况下,设备在收到TC-BPDU后一定时间内,允许收到TC-BPDU后立即刷新转发地址表项的最高次数为6

 

建议不要关闭防TC-BPDU攻击保护功能。

 

1.4  MSTP显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令都可以显示配置后MSTP的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除MSTP的统计信息。

表1-36 MSTP显示和维护

操作

命令

显示非正常阻塞的端口信息

display stp abnormal-port [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示端口上的BPDU统计信息

display stp bpdu-statistics [ interface interface-type interface-number [ instance instance-id ] ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示被STP保护功能down掉的端口信息

display stp down-port [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示生成树实例端口角色计算的历史信息

display stp [ instance instance-id ] history [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示生成树实例的所有端口收发的TC或TCN报文数

display stp [ instance instance-id ] tc [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示生成树实例的状态和统计信息

display stp [ instance instance-id ] [ interface interface-list ] [ brief ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示当前生效的MST域配置信息

display stp region-configuration [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

显示所有生成树实例的根桥信息

display stp root [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

清除生成树的统计信息

reset stp [ interface interface-list ]

 

1.5  MSTP典型配置举例

1. 组网需求

l              网络中所有设备都属于同一个MST域。Device A和Device B为汇聚层设备,Device C和Device D为接入层设备。

l              通过配置使不同VLAN的报文按照不同的生成树实例转发:VLAN 10的报文沿实例1转发,VLAN 30沿实例3转发,VLAN 40沿实例4转发,VLAN 20沿实例0转发。

l              由于VLAN 10和VLAN 30在汇聚层设备终结、VLAN 40在接入层设备终结,因此配置实例1和实例3的根桥分别为Device A和Device B,实例4的根桥为Device C。

2. 组网图

图1-10 MSTP典型配置组网图

 

3. 配置步骤

(1)        配置VLAN和端口

请按照图1-10在Device A和Device B上分别创建VLAN 10、20和30,在Device C上创建VLAN 10、20和40,在Device D上创建VLAN 20、30和40;将各设备的各端口配置为Trunk端口并允许相应的VLAN通过,具体配置过程略。

(2)        配置Device A

# 配置MST域的域名为example,将VLAN 10、30、40分别映射到生成树实例1、3、4上,并配置MSTP的修订级别为0。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] stp region-configuration

[DeviceA-mst-region] region-name example

[DeviceA-mst-region] instance 1 vlan 10

[DeviceA-mst-region] instance 3 vlan 30

[DeviceA-mst-region] instance 4 vlan 40

[DeviceA-mst-region] revision-level 0

# 激活MST域的配置。

[DeviceA-mst-region] active region-configuration

[DeviceA-mst-region] quit

# 配置本设备为生成树实例1的根桥。

[DeviceA] stp instance 1 root primary

# 全局使能MSTP协议。

[DeviceA] stp enable

(3)        配置Device B

# 配置MST域的域名为example,将VLAN 10、30、40分别映射到生成树实例1、3、4上,并配置MSTP的修订级别为0。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] stp region-configuration

[DeviceB-mst-region] region-name example

[DeviceB-mst-region] instance 1 vlan 10

[DeviceB-mst-region] instance 3 vlan 30

[DeviceB-mst-region] instance 4 vlan 40

[DeviceB-mst-region] revision-level 0

# 激活MST域的配置。

[DeviceB-mst-region] active region-configuration

[DeviceB-mst-region] quit

# 配置本设备为生成树实例3的根桥。

[DeviceB] stp instance 3 root primary

# 全局使能MSTP协议。

[DeviceB] stp enable

(4)        配置Device C

# 配置MST域的域名为example,将VLAN 10、30、40分别映射到生成树实例1、3、4上,并配置MSTP的修订级别为0。

<DeviceC> system-view

[DeviceC] stp region-configuration

[DeviceC-mst-region] region-name example

[DeviceC-mst-region] instance 1 vlan 10

[DeviceC-mst-region] instance 3 vlan 30

[DeviceC-mst-region] instance 4 vlan 40

[DeviceC-mst-region] revision-level 0

# 激活MST域的配置。

[DeviceC-mst-region] active region-configuration

[DeviceC-mst-region] quit

# 配置本设备为生成树实例4的根桥。

[DeviceC] stp instance 4 root primary

# 全局使能MSTP协议。

[DeviceC] stp enable

(5)        配置Device D

# 配置MST域的域名为example,将VLAN 10、30、40分别映射到生成树实例1、3、4上,并配置MSTP的修订级别为0。

<DeviceD> system-view

[DeviceD] stp region-configuration

[DeviceD-mst-region] region-name example

[DeviceD-mst-region] instance 1 vlan 10

[DeviceD-mst-region] instance 3 vlan 30

[DeviceD-mst-region] instance 4 vlan 40

[DeviceD-mst-region] revision-level 0

# 激活MST域的配置。

[DeviceD-mst-region] active region-configuration

[DeviceD-mst-region] quit

# 全局使能MSTP协议。

[DeviceD] stp enable

(6)        检验配置效果

当网络拓扑稳定后,通过使用display stp brief命令可以查看各设备上生成树的简要信息。例如:

# 查看Device A上生成树的简要信息。

[DeviceA] display stp brief

 MSTID      Port                         Role  STP State     Protection

   0        Ethernet1/1                  ALTE  DISCARDING    NONE

   0        Ethernet1/2                  DESI  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/3                  ROOT  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/1                  DESI  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/3                  DESI  FORWARDING    NONE

   3        Ethernet1/2                  DESI  FORWARDING    NONE

   3        Ethernet1/3                  ROOT  FORWARDING    NONE

# 查看Device B上生成树的简要信息。

[DeviceB] display stp brief

 MSTID      Port                         Role  STP State     Protection

   0        Ethernet1/1                  DESI  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/2                  DESI  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/3                  DESI  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/2                  DESI  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/3                  ROOT  FORWARDING    NONE

   3        Ethernet1/1                  DESI  FORWARDING    NONE

   3        Ethernet1/3                  DESI  FORWARDING    NONE

# 查看Device C上生成树的简要信息。

[DeviceC] display stp brief

 MSTID      Port                         Role  STP State     Protection

   0        Ethernet1/1                  DESI  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/2                  ROOT  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/3                  DESI  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/1                  ROOT  FORWARDING    NONE

   1        Ethernet1/2                  ALTE  DISCARDING    NONE

   4        Ethernet1/3                  DESI  FORWARDING    NONE

# 查看Device D上生成树的简要信息。

[DeviceD] display stp brief

 MSTID      Port                         Role  STP State     Protection

   0        Ethernet1/1                  ROOT  FORWARDING    NONE

   0        Ethernet1/2                  ALTE  DISCARDING    NONE

   0        Ethernet1/3                  ALTE  DISCARDING    NONE

   3        Ethernet1/1                  ROOT  FORWARDING    NONE

   3        Ethernet1/2                  ALTE  DISCARDING    NONE

   4        Ethernet1/3                  ROOT  FORWARDING    NONE

根据上述显示信息,可以绘出各VLAN所对应的MSTI,如图1-11所示。

图1-11 各VLAN对应的MSTI示意图

 


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