MSTP，即Multiple Spanning Tree Protocol，又稱多生成樹協(xié)議，是為了彌補STP/RSTP缺陷由IEEE組織制定的協(xié)議。該協(xié)議主要是在破除環(huán)路的基礎上，實現(xiàn)了流量的負載均衡。

那么，為什么需要MSTP？STP/RSTP的缺陷又是什么呢？

首先就是流量的負載均衡問題，我們可以看圖1，在這個圖中，假設VLAN10的網(wǎng)關在SW1上，VLAN20的網(wǎng)關在SW2上，那么我們希望的是VLAN10的流量經(jīng)過SW3走SW1，VLAN20的流量經(jīng)過SW3走SW2,。

但是，如果SW1、SW2和SW3均是交換機，兩兩互聯(lián)，如果在這三臺交換機上運行的是STP或者RSTP，假如SW1是根橋，那么根據(jù)生成樹的選舉，連接SW2和SW3的鏈路上就會有一個端口被阻塞，也就是說SW2和SW3之間的鏈路將不會負責轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量。那么VLAN20的數(shù)據(jù)流量也就無法經(jīng)過SW3走SW2了，最終只能和VLAN10的數(shù)據(jù)流量一樣，經(jīng)過SW3走SW1，再到達SW2，也就無法實現(xiàn)流量的負載分擔。這就是STP/RSTP的第一個缺陷。

然后是第二個缺陷，也就是次優(yōu)路徑問題。同樣的如圖1所示，因為SW2和SW3之間的鏈路已經(jīng)不負責數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)，那么VLAN20的數(shù)據(jù)流量只能經(jīng)過SW3和SW1，最后才到達SW2，這就導致了次優(yōu)路徑問題。這就是STP/RSTP的第二個缺陷。

圖1

基于STP/RSTP的缺陷，我們也就有了MSTP。

在這里，我們首先需要理解下MSTP的基礎定義，知道它是怎么在消除環(huán)路的基礎上實現(xiàn)負載分擔的，然后再理解MSTP的基礎內(nèi)容。

MSTP，多生成樹協(xié)議。經(jīng)過上面關于圖1的分析，我們可以看到STP和RSTP都是只生成一顆生成樹的，也就是無論VLAN10的數(shù)據(jù)，還是VLAN20的數(shù)據(jù)，都是只通過SW3-SW1-SW2這棵生成樹來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，既然如此，那么我們是否可以通過生成多棵生成樹來讓不同的VLAN數(shù)據(jù)經(jīng)由不同的生成樹轉(zhuǎn)發(fā)呢？答案是可以的。MSTP就是通過在交換機上生成多棵生成樹，對于不同的VLAN數(shù)據(jù)走不同的生成樹路徑來實現(xiàn)流量的負載分擔。

比如如圖2所示，對于VLAN10的數(shù)據(jù)，可以生成一棵以SW1為根的生成樹，那么SW2和SW3之間的鏈路就會被阻塞，生成樹轉(zhuǎn)發(fā)路徑是這樣的：SW3-SW1-SW2，這棵生成樹就可以用來轉(zhuǎn)發(fā)VLAN10的數(shù)據(jù)流量。對于VLAN20的數(shù)據(jù)，也可以生成一棵以SW2為根的生成樹，那么SW1和SW3之間的鏈路就會被阻塞，該生成樹的轉(zhuǎn)發(fā)路徑就是這樣的：SW3-SW2-SW1，這棵生成樹就可以用來轉(zhuǎn)發(fā)VLAN20的數(shù)據(jù)流量。這樣，不同VLAN的數(shù)據(jù)流量走不同的生成樹，就實現(xiàn)了流量的負載分擔，同時也消除了次優(yōu)路徑問題。這就是MSTP。

圖2

它可以將一個或多個VLAN映射到一個Instance（實例），再基于Instance計算生成樹，映射到同一個Instance的VLAN共享同一棵生成樹。

接下來，我們就了解下MSTP的一些基礎概念。

MST Region，多生成樹域，區(qū)域，簡稱MST域，MSTP可以把一個二層網(wǎng)絡就劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)部都可以獨立的生成區(qū)域內(nèi)的生成樹，不同區(qū)域間的生成樹互不干擾。

MSTI，多生成樹實例，每一棵生成樹都會有一個生成樹實例，每個實例里面會有一個VLAN映射表，這張表記錄了有哪些VLAN映射到了該實例中（該生成樹上），不同的實例之間采用不同的Instance ID來標識，取值范圍是0-4094，但默認情況下，所有VLAN都會映射到Instance 0中。

CST，公共生成樹，如果把MST域看成一臺交換機，那么域與域之間通過鏈路連接，存在冗余鏈路，那么域與域之間就也會存在二層的環(huán)路，所以也需要一棵生成樹來消除環(huán)路，而公共生成樹就是這棵用來消除域與域之間環(huán)路的生成樹。

IST，內(nèi)部生成樹，這是MST域內(nèi)Instance ID為0的特殊生成樹，是一個特殊的生成樹實例，注意IST不是指MST域里面的所有生成樹。

CIST，公共和內(nèi)部生成樹，這是由所有MST域內(nèi)的IST加上CST所構成一棵完整的生成樹。

SST，單生成樹，指MST域內(nèi)只有一臺交換機并且只有一個實例的生成樹。

總根，指CIST這棵生成樹的根橋，整個MSTP網(wǎng)絡中具有最高優(yōu)先級的交換機就被選舉為總根。

域根，又分為IST域根和MSTI域根，IST域根是距離總根最近的交換機；MSTI域根是指MSTI域的根橋，也就是實例中的最優(yōu)交換機，但因為每一個MST域內(nèi)都有多棵生成樹，每棵生成樹都有一個實例，所以每一個實例就都會有它自己的MSTI域根；

主橋，域內(nèi)距離總根最近的交換機就是主橋，包括了總根它自己，也就是整一個MSTP網(wǎng)絡最優(yōu)的交換機既是總根，也是主橋。

MSTP還在STP/RSTP的基礎上新增了兩種端口角色：

Master端口：Master端口是MST域和總根相連的所有路徑中最短路徑上的端口，是一個特殊的域邊緣端口。本質(zhì)就是就是某一個MST域距離總根最近的那一個端口，報文必須要經(jīng)過該端口才可以到達總根

域邊緣端口：連接其他區(qū)域的交換機的端口就是域邊緣端口。

以上就是MSTP的基本概念，接下來就再了解下MSTP生成樹生成的過程。

MSTP是將整個二層網(wǎng)絡劃分成多個MST域，之后域與域之間建立CST，MST域內(nèi)部建立IST，CST和IST就構成了CIST這連接整個網(wǎng)絡的生成樹。

那么MSTP生成生成樹，首先在二層網(wǎng)絡中選舉一個優(yōu)先級最高的交換機成為總根；然后在每一個MST域內(nèi)計算得到IST，在每一個MST域間計算得到CST；IST和CST結合就構成了整個交換網(wǎng)絡的CIST。

但是，值得注意的是，在MST域?，MSTP是根據(jù)VLAN和生成樹實例的映射關系，針對不同的VLAN生成不同的生成樹實例。之后轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時，MST域之間，遵循著CST路徑轉(zhuǎn)發(fā)，而在MST域內(nèi)，就根據(jù)不同的生成樹實例來轉(zhuǎn)發(fā)。