MST

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

MST(Multiple Spanning Tree，多生成树)

　　MST是把IEEE802.1w 的快速生成树(RST)算法扩展而得到的。

　　采用多生成树(MST)，能够通过干道(trunks)建立多个生成树，关联VLANs到相关的生成树进程，每个生成树进程具备单独于其他进程的拓扑结构；MST提供了多个数据转发路径和负载均衡，提高了网络容错能力，因为一个进程(转发路径)的故障不会影响其他进程(转发路径)。

　　一个生成树进程只能存在于具备一致的VLAN进程分配的桥中，必须用同样的MST配置信息来配置一组桥，这使得这些桥能参和到一组生成树进程中，具备同样的MST配置信息的互连的桥构成多生成树区(MST Region )

　　MST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 数据的负载均衡。MSTP 兼容STP 和RSTP，并且可以弥补STP 和RSTP 的缺陷。它既可以快速收敛，也能使不同VLAN 的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。

　　IEEE802.1s引入了IST(Single Spanning Tree，单生成树)概念和MST实例。IST是一种RSTP实例，它扩展了MST区域内的802.1D单一生成树。IST连接所有MST网桥，并从边界端口发出、作为贯穿整个网桥域的虚拟网桥。MST实例(MSTI)是一种仅存在于区域内部的RSTP实例。它可以默认运行RSTP，无须额外配置。不同于IST的是，MSTI在区域外既不与BPDU交互，也不发送BPDU。MST可以与传统的PVST+交换机互操作。思科实施定义了16种实例：一个IST(实例0)和15个MSTI，而IEEE 802.1s则支持一个IST和63个MSTI。

　　RSTP和MSTP都能够与传统生成树协议互操作。但是，当与传统网桥交互时，IEEE 802.1w的快速融合优势就会失去。为保留与基于IEEE 802.1d网桥的向后兼容性，IEEE 802.1s协议网桥在其端口上接听IEEE 802.1d格式的BPDU(网桥协议数据单元)。如果收到了IEEE 802.1d BPDU，端口会采用标准IEEE 802.1d行为，以确保兼容性。

　　采用MST技术后，可以通过干道(trunks)建立多个生成树，关联VLANs到相关的生成树进程，而且每个生成树进程具有独立于其他进程的拓扑结构。MST还提供了多个数据转发路径和负载均衡，提高了网络容错能力，因为一个进程(转发路径)的故障不会影响其他进程(转发路径)。

　　每台运行MST的交换机都拥有单一配置，包括一个字母数字式配置名、一个配置修订号和一个4096部件表，与潜在支持某个实例的各4096 VLAN相关联。作为公共MST区域的一部分，一组交换机必须共享相同的配置属性。重要的是要记住，配置属性不同的交换机会被视为位于不同的区域。

　　在大型网络的不同网络部分，通过MST来定位不同VLANs和生成树进程的分配可以更容易地管理网络和使用冗余路径；一个生成树进程只能存在于具有一致的VLAN进程分配的桥中，必须用同样的MST配置信息来配置一组桥，这使得这些桥能参与到一组生成树进程中，具有同样的MST配置信息的互连的桥构成多生成树(MST)区。

　　为确保一致的VLAN实例映射，协议需要识别区域的边界。因此，区域的特征都包括在BPDU中。交换机必须了解它们是否像邻居一样位于同一区域，因此会发送一份VLAN实例映射表摘要，以及修订号和名称。当交换机接收到BPDU后，它会提取摘要，并将其与自身的计算结果进行比较。为避免出现生成树环路，如果两台交换机在BPDU中所接收的参数不一致，负责接收BPDU的端口就会被宣布为边界端口。

　　多生成树(MST)使用修正的快速生成树协议(RSTP)——多生成树协议(MSTP)。MST具有下列特性。

　　(1)MST在MST区中运行IST常量

　　MST协议运行一个生成树常量叫做内部生成树(IST)，IST用有关MST区的内部信息增加了通用生成树的信息，而MST区对于相邻的单生成树(SST)和MST区就像一个单独的桥。

　　(2)一个运行MST的桥提供与单生成树桥的互操作性

　　在MST协议中，内部生成树(IST)连接区中的所有MST桥，并且是通用生成树(CST)的一个子树。通用生成树包含整个的桥域，MST区对于相邻的单生成树(SST)桥和MST区就像一个虚桥。通用和内部生成树(CIST)是每个MST区的内部生成树(IST)、互连MST区的通用生成树和单生成树桥的一个集合，它与一个MST区内的一个IST和一个MST区外的CST都是一样的。STP、RSTP和MSTP共同建立一个单独的桥来作为通用和内部生成树(CIST)的根。

　　(3)MST在每个区内建立和维护额外的生成树

　　这些建立和维护额外的生成树就是MST进程(MSTIS)。IST的进程号为0，MSTIS的进程号为1、2、3等。即使MST区是互连的，任何MSTI也都是本地于MST区并且独立于另一个区的MSTI，MST进程和IST在MST区的边界组合在一起构成了CST。MSTI的生成树信息包含在MSTP的记录(M-record)中，M-record总是封装在MST的BPDUS中。由MSTP计算的原始生成树叫做M树(M-tree)，M树只在MST区活跃，M树和IST在MST区的边界合并而形成CST 。