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S8500交换机实现MSTP技术介绍和排错

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2006-07-31 发表

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楼依帆

楼依帆段

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S8500交换机实现MSTP技术介绍

一、MSTP原理介绍

STP的主要作用：

防止MAC地址表震荡：环路导致MAC地址不断刷新。

消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的路径回环。

链路备份：当前活动路径发生故障时，激活冗余备份链路，恢复网络连通性。

MSTP的报文结构：

        MST BPDU Standard Format

Field

Octet

Protocol Identifer

2

Protocol Version Identifer

1

BPDU Type

1

CIST Flags

1

CIST Root Identifier

8

CIST External Path Cost

4

CIST Regional Root Identifer

8

CIST Port Identifier

2

Message Age

2

Max Age

2

Hello Time

2

Forward Delay

2

Version 1 Length = 0

2

Version 3 Length

2

MST Configuration Identifer

50

CIST Internal Root Path Cost

4

CIST Bridge Identifier

8

CIST Remaining Hops

1

MSTI Configuration Messages

      (may be absent)

MSTP的基本思想：

基本思想：MSTP引入了“域（Region）”和“实例（Instance）”的概念。实例就是多个VLAN的一个集合，通过多个VLAN捆绑到一个实例中去的方法可以节省通信开销和资源占用率。在域内MSTP各个实例拓扑的计算是独立的，在这些实例上就可以实现负载均衡。VLAN在端口上转发状态将取决于对应实例在MSTP里的状态。

MSTP 实例：

CIST （公共与内部生成树）在域内和域间都存在，在域内被称为IST，在域间被称为CST，它保证整个网络的连通。MSTI （多生成树实例）只在域内存在。每个实例对应一个或一组VLAN，每个VLAN只能映射到一个实例。未配置VLAN与实例的映射关系时，所有VLAN映射到实例CIST。域内每个实例的生成树可以有不同的拓扑，拓扑可以人为通过配置来确定。每个端口在不同实例上的生成树参数、角色、状态可以不同。每个实例的信息被组装到一个BPDU中发送。

MSTP 域：

判断运行MSTP协议的交换机是否属于同一个域，利用配置ID来表示，配置ID(MCID)由四部分组成

     Format Selector ---------等于0

     Configuration Name ----最长为32个字节的字符串(域名)

     Revision Level ----------- 2字节整数

     Configuration Digest --- 利用HMAC-MD5算法将MSTP的VLAN实例映射关系加密成16字节的摘要（配置摘要）。

MCID缺省时，域名等于桥的MAC地址，配置摘要表示所有的VLAN均映射到CIST实例。

MCID完全相同的交换机直接相连，才认为属于同一个MSTP域。

二、S8500典型配置实例

2.1 组网需求

使用MSTP使组网图中不同VLAN的报文按照不同的生成树转发。

2.2 组网图

SWITCH A的基本配置情况：

#

stp enable

stp region-configuration

region-name vlan1020

instance 10 vlan 10

instance 20 vlan 20

active region-configuration

#

vlan 1

#

vlan 10

#

vlan 20

#

interface Ethernet3/1/1

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10

#

interface Ethernet3/1/18

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10

#

interface Ethernet3/1/30

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 20

SWITCH B的基本配置情况：

#

stp enable

stp region-configuration

region-name vlan1020

instance 10 vlan 10

instance 20 vlan 20

active region-configuration

#

interface Ethernet4/1/16

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10 20

#

interface Ethernet4/1/17

#

interface Ethernet4/1/18

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10

#

interface Ethernet4/1/30

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 20

Switch C的基本配置情况：

#

stp enable

#

vlan 1

#

vlan 10

#

vlan 20

#

interface Ethernet0/1

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10 20

#

interface Ethernet0/18

port link-type trunk

port trunk permit vlan 1 10 20

三、正常状态信息查看



#显示stp的简要信息。可以看到，对于instance 10，port eth4/1/18为root port ，对于instance 20，port eth4/1/30为root port ，对于CIST的0实例，port eth4/1/30为alternate port。由此可知，此网桥为指定网桥。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet4/1/18           ROOT FORWARDING     NONE

   0       Ethernet4/1/30           ALTE DISCARDING      NONE

10       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet4/1/18           ROOT FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/30           ROOT FORWARDING      NONE

#显示stp实例10的信息，包括各实例的端口详细信息。可以看出，Root Port和Designated Port的指定桥是不同的，因为Root Port的指定桥是对端的桥ID：

[Quidway]dis stp insta 10

-------[MSTI 10 Global Info]-------

MSTI Bridge ID      :32768.00e0-fc36-45b1                   为指定桥

MSTI RegRoot/IRPC   :32768.00e0-fc00-0001 / 200             域根ID/域内root path cost

MSTI RootPortId     :128.226                               根端口ID

Master Bridge       :32768.00e0-fc00-0001    主交换机（区域边界离总根最近的Bridge）

Cost to Master      :200

TC received         :0

----[Port224(Ethernet4/1/16)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port                          端口角色

Port Priority       :128                                     端口优先级（默认）

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200                 端口COST

Desg. Bridge/Port   :32768.00e0-fc36-45b1 / 128.224              指定桥/端口ID

Port Edged(Admin)   :disabled                                 边界端口（未设置）

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true                  点对点链路（默认=auto）

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None                                     保护方式

Num of Vlans Mapped :1                                       vlan映射数

Port Times          :RemHops 19                              还剩19跳

----[Port226(Ethernet4/1/18)][FORWARDING]----

Port Role           :Root Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :32768.00e0-fc00-0001 / 128.174         root端口的BID是对端桥ID

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

----[Port242(Ethernet4/1/34)][DOWN]----

Port Role           :Disabled Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200000

Desg. Bridge/Port   :32768.00e0-fc36-45b1 / 128.242

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=false

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

#显示stp简要信息，可知，SWITCH A即为总根，又为域根。其端口在各个实例中全部为指定端口。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/18           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/30           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet3/1/18           DESI FORWARDING      NONE

20       Ethernet3/1/30           DESI FORWARDING      NONE

#显示stp实例10的信息，可以看出，SWITCH A是本区域的主桥。

[Quidway]dis stp instance 10

-------[MSTI 10 Global Info]-------

MSTI Bridge ID      :32768.00e0-fc00-0001

MSTI RegRoot/IRPC   :32768.00e0-fc00-0001 / 0

MSTI RootPortId     :0.0

Master Bridge       :32768.00e0-fc00-0001              还为主桥

Cost to Master      :0

TC received         :4

----[Port157(Ethernet3/1/1)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :32768.00e0-fc00-0001 / 128.157

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

----[Port174(Ethernet3/1/18)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :32768.00e0-fc00-0001 / 128.174

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

#显示端口eth 0/1 eth 0/18的stp信息，可以看出Switch C只支持RSTP，这样，其他交换机收到Switch C发来的BPDU配置消息都是RSTP消息，就默认这个消息是区域间的消息，所以Switch C属于不同的区域，其总根仍为Switch A。在此交换机中只存在一个实例，就是CIST的实例0。所以，Switch C以Switch A为其根桥，可以看出连接到Switch A的接口Ethernet0/1被设置为根端口，而另一个端口Ethernet0/18则被设置为Alternate 接口，处于Discarding状态。

[Quidway]dis stp int eth 0/1 eth 0/18

Protocol mode: IEEE RSTP                          只支持RSTP

The bridge ID (Pri.MAC): 32768.00e0-fc22-c68f

The bridge times: Hello Time 2 sec, Max Age 20 sec, Forward Delay 15 sec

Root bridge ID(Pri.MAC): 32768.00e0-fc00-0001                总根

Root path cost: 200

Bridge bpdu-protection: disabled

Timeout factor: 3

Port 1 (Ethernet0/1) of bridge is Forwarding

   Port spanning tree protocol: enabled

   Port role: Root Port                                       根端口

   Port path cost: 200

   Port priority: 128

   Designated bridge ID(Pri.MAC): 32768.00e0-fc00-0001

   The Port is a non-edged port

   Connected to a point-to-point LAN segment

   Maximum transmission limit is 3 Packets / hello time

   Times: Hello Time 2 sec,    Max Age 20 sec

          Forward Delay 15 sec, Message Age 0

   BPDU sent:     4

          TCN: 0, RST: 4, Config BPDU: 0

   BPDU received: 5933

          TCN: 0, RST: 5933, Config BPDU: 0

Port 18 (Ethernet0/18) of bridge is Discarding               DISCARDING状态

   Port spanning tree protocol: enabled

   Port role: Alternate Port                                 选择端口

   Port path cost: 200

   Port priority: 128

   Designated bridge ID(Pri.MAC): 32768.00e0-fc36-45b1

   The Port is a non-edged port

   Connected to a point-to-point LAN segment

   Maximum transmission limit is 3 Packets / hello time

   Times: Hello Time 2 sec,    Max Age 20 sec

          Forward Delay 15 sec, Message Age 0

   BPDU sent:     107

          TCN: 0, RST: 107, Config BPDU: 0

   BPDU received: 6032

          TCN: 0, RST: 6032, Config BPDU: 0

四、排错(可debugging 信息)

在得到上面的拓扑的稳定状态后，改变SWITCH B的优先级：

SWITCH B priority 0

#显示调试信息，可以看出，Switch B成为了总根。

<Quidway>deb stp pac

*0.15032074 Quidway MSTP/8/PKT:

Port224 Send Packet(Length: 155)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc36-45b1                总根变为SWITCH B

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc36-45b1

Internal RPC     : 0x00000000

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.224

Instance         : 0,10,20

Flags            : 6c,6c,6c

*0.15032554 Quidway MSTP/8/PKT:

Port226 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc36-45b1

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc36-45b1

Internal RPC     : 0x00000000

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.226

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,68

*0.15033039 Quidway MSTP/8/PKT:

Port238 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc36-45b1

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc36-45b1

Internal RPC     : 0x00000000

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.238

Instance         : 0,20

Flags            : 5e,68

#显示stp简要信息，可以看出，Swtich B为总根后，其CIST 0实例下的各端口都为指定端口，但是其他实例下的各端口状态并不改变。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet4/1/18           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet4/1/30           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet4/1/18           ROOT FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/30           ROOT FORWARDING      NONE

#设置stp实例10的优先级。

[Quidway]stp instance 10 priority 0

#显示stp的简单信息，可以看出，在实例10下，其端口都是Designated Port，说明Switch B成为了实例10的根桥，但是CIST的实例0，以及实例20的各端口角色都没有变化。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet4/1/18           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet4/1/30           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet4/1/18           DESI FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/16           DESI FORWARDING      NONE

20       Ethernet4/1/30           ROOT FORWARDING      NONE

#显示stp实例10的信息，可以看到TC received变为了2，说明收到了拓扑改变的通知。

[Quidway]dis stp instance 10

-------[MSTI 10 Global Info]-------

MSTI Bridge ID      :0.00e0-fc36-45b1

MSTI RegRoot/IRPC   :0.00e0-fc36-45b1 / 0              实例10的域根变为SWITCH B

MSTI RootPortId     :0.0

Master Bridge       :0.00e0-fc36-45b1

Cost to Master      :0

TC received         :2                                 收到了TC通知

----[Port224(Ethernet4/1/16)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :0.00e0-fc36-45b1 / 128.224

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

----[Port226(Ethernet4/1/18)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :0.00e0-fc36-45b1 / 128.226

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

----[Port242(Ethernet4/1/34)][DOWN]----

Port Role           :Disabled Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200000

Desg. Bridge/Port   :0.00e0-fc36-45b1 / 128.242

Port Edged(Admin)   :disabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=false

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

#Switch B收到拓扑改变信息后，Switch A的相应变化。显示stp的信息，可以看出Switch A不再是实例10的根桥了，端口Ethernet3/1/18成为根端口。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/18           ROOT FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/30           ALTE DISCARDING      NONE

10       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet3/1/18           ROOT FORWARDING      NONE

20       Ethernet3/1/30           DESI FORWARDING      NONE

在SWITCH A上配置其为根桥。

[Quidway]stp root primary

#显示stp信息，可以看出Switch A为CIST的实例0的根桥。

[Quidway]dis stp br

MSTID     Port                     Role STP State       Protection

   0       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/18           DESI FORWARDING      NONE

   0       Ethernet3/1/30           DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet3/1/1            DESI FORWARDING      NONE

10       Ethernet3/1/18           ROOT FORWARDING      NONE

20       Ethernet3/1/30           DESI FORWARDING      NONE

SWITCH B eth4/1/34(vlan 10)连接PC机，

并配置此端口为边缘端口，同时启动BPDU PROTECTION，显示此端口stp信息。

<Quidway>dis stp int eth4/1/34

----[CIST][Port242(Ethernet4/1/34)][FORWARDING]----

Port Protocol       :enabled

Port Role           :CIST Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :0.00e0-fc36-45b1 / 128.242

Port Edged(Admin)   :enabled BPDU-Protection :enabled        Edge端口BPDU保护

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Port Config

Digest Snooping     :disabled

Num of Vlans Mapped :0

PortTimes           :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s RemHop 0

BPDU Sent           :730

          TCN: 0, Config: 0, RST: 0, MST: 730

BPDU Received       :0

          TCN: 0, Config: 0, RST: 0, MST: 0



----[MSTI 10][Port242(Ethernet4/1/34)][FORWARDING]----

Port Role           :Designated Port

Port Priority       :128

Port Cost(Legacy)    :COnfig=auto / Active=200

Desg. Bridge/Port   :0.00e0-fc36-45b1 / 128.242

Port Edged(Admin)   :enabled BPDU-Protection :enabled

Point-to-point      :COnfig=auto / Active=true

Transmission Limit :3 packets/hello-time

Protection Type     :None

Num of Vlans Mapped :1

Port Times          :RemHops 20

#显示debugging信息，可以看出边缘端口只发送BPDU信息。而起了BPDU保护后，如果收到BPDU配置信息后，则令端口处于DISCARDING状态。

<Quidway>deb stp int eth4/1/34 packet

*0.23478859 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,6c

*0.23480861 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,6c

*0.23482859 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance        : 0,10

Flags            : 6c,6c

*0.23484859 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,6c

*0.23486859 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,6c

ndo de

*0.23488859 Quidway MSTP/8/PKT:

Port242 Send Packet(Length: 129)

ProtocolVersionID: 03

BPDUType         : 02

CIST Root ID     : 0x0000.00e0-fc00-0001

External RPC     : 0x00000000

Reg Root ID      : 0x0000.00e0-fc00-0001

Internal RPC     : 0x000000c8

CIST Bridge ID   : 0x0000.00e0-fc36-45b1

CIST Port ID     : 128.242

Instance         : 0,10

Flags            : 6c,6c

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作者在2006-08-01对此案例进行了修订

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MST BPDU Standard Format
Field	Octet
Protocol Identifer	2
Protocol Version Identifer	1
BPDU Type	1
CIST Flags	1
CIST Root Identifier	8
CIST External Path Cost	4
CIST Regional Root Identifer	8
CIST Port Identifier	2
Message Age	2
Max Age	2
Hello Time	2
Forward Delay	2
Version 1 Length = 0	2
Version 3 Length	2
MST Configuration Identifer	50
CIST Internal Root Path Cost	4
CIST Bridge Identifier	8
CIST Remaining Hops	1
MSTI Configuration Messages (may be absent)

S8500交换机实现MSTP技术介绍和排错

S8500交换机实现MSTP技术介绍

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