Функции повышения надежности и производительности

Multiple Spanning Tree Protocol

Несмотря на то, что протокол RSTP обеспечивает быструю сходимость сети, он так же, как и протокол STP, обладает следующим недостатком — не поддерживает возможность создания отдельного связующего дерева для каждой VLAN, настроенной в сети. Это означает, что резервные каналы связи не могут блокироваться на основе VLAN и все VLAN образуют одну логическую топологию, не обладающую достаточной гибкостью.

Протокол Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP), являющийся расширением протокола RSTP, преодолевает это ограничение. В дополнение к обеспечению быстрой сходимости сети он позволяет настраивать отдельное связующее дерево для любой VLAN или группы VLAN, создавая множество маршрутов передачи трафика и позволяя осуществлять балансировку нагрузки. Первоначально протокол MSTP был определен в стандарте IEEE 802.1s, но позднее был добавлен в стандарт IEEE 802.1Q-2003. Протокол MSTP обратно совместим с протоколами STP и RSTP.

Логическая структура MSTP

Протокол MSTP делит коммутируемую сеть на регионы MST (Multiple Spanning Tree (MST) Region), каждый из которых может содержать множество копий связующих деревьев (Multiple Spanning Tree Instance, MSTI) с независимой друг от друга топологией. Другими словами, регион MST, представляющий собой набор физически подключенных друг к другу коммутаторов, делит данную физическую топологию на множество логических.

Рис. 11.17. Физическая и логическая топология региона MST

Рис. 11.18. Регион MST

Для того чтобы два и более коммутатора принадлежали одному региону MST, они должны обладать одинаковой конфигурацией MST.

Конфигурация MST включает такие параметры, как номер ревизии MSTP (MSTP revision level number), имя региона (Region name), карту привязки VLAN к копии связующего дерева (VLAN-to-instance mapping).

Внутри коммутируемой сети может быть создано множество MST-регионов.

Протокол MSTP определяет следующие типы связующих деревьев:

Internal Spanning Tree (IST) — специальная копия связующего дерева, которая по умолчанию существует в каждом MST-регионе. IST присвоен номер 0 (Instance 0). Она может отправлять и получать кадры BPDU и служит для управления топологией внутри региона. По умолчанию все VLAN одного региона привязаны к IST. Если в регионе создано несколько MSTI, то VLAN, не ассоциированные с ними, остаются привязанными к IST. Динамические VLAN, созданные с помощью протокола GVRP, также ассоциируются с IST;

Common Spanning Tree (CST) — единое связующее дерево, вычисленное с использованием протоколов STP, RSTP, MSTP и объединяющее все регионы MST и мосты SST (Single Spanning Tree (SST) Bridge);

Common and Internal Spanning Tree (CIST) — единое связующее дерево, объединяющее CST и IST каждого MST-региона;

Рис. 11.19. Логическая структура MSTP

Single Spanning Tree (SST) Bridge — мост, поддерживающий только-единственное связующее дерево, CST. Это единственное связующее дерево может поддерживать протокол STP или протокол RSTP.

Multiple Spanning Tree Instance (MSTI)

По умолчанию все VLAN данного MST-региона назначены в IST. Помимо IST, в каждом MST-регионе может быть дополнительно создано множество связующих деревьев с независимой друг от друга архитектурой — MSTI. К каждой MSTI администратор сети может вручную привязать соответствующие сети VLAN.

MSTI обладают следующими характеристиками:

• MSTI является копией связующего дерева, существующей только внутри региона;
• MSTI не может отправлять BPDU за пределы своего региона (отправлять и получать BPDU может только IST);
• все MSTI внутри региона могут нумероваться 1, 2, 3, 4 и т.д. (максимальное количество MSTI зависит от модели коммутатора и версии программного обеспечения);
• MSTI не отправляет индивидуальные BPDU. Вся информация о данной MSTI помещается в конфигурационное сообщение MSTI (MSTI Configuration Message, M-record), которое инкапсулируется в кадры MSTP BPDU, рассылаемые IST.

Для того чтобы каждая MSTI представляла собой отдельную от IST логическую топологию, администратор сети может присвоить коммутаторам и портам внутри MSTI собственные значения приоритетов и стоимости пути.

Формат MSTP BPDU

Формат MSTP BPDU аналогичен формату RSTP BPDU, за исключением полей, предназначенных для передачи информации об IST, каждой MSTI (если они созданы в регионе) и конфигурации MST.