MSTP

MSTP — bir nechta VLANni alohida spanning-tree instansiyalariga guruhlab, Layer 2 looplarning oldini oladigan protokol. Uning to‘liq nomi Multiple Spanning Tree Protocol hisoblanadi.

MSTP klassik STP va RSTP tamoyillariga tayangan holda katta VLANli tarmoqlarda boshqaruv yukini kamaytiradi. Har bir VLAN uchun alohida spanning tree yaratish o‘rniga, bir nechta VLAN bitta MST instance ichida ishlaydi.

Protokol IEEE 802.1s sifatida yaratilgan va keyinchalik IEEE 802.1Q tarkibiga qo‘shilgan.

Nima uchun MSTP kerak?

Per-VLAN spanning tree modelida har VLAN uchun alohida BPDU va holat saqlanishi mumkin. VLANlar soni yuzlab yoki minglab bo‘lsa, switch CPU va xotirasiga yuk oshadi.

MSTP quyidagi muammoni hal qiladi:

VLANlarni bir nechta guruhga ajratadi;
har guruh uchun alohida loop-free topologiya yaratadi;
VLANlar sonidan qat’i nazar instansiyalar sonini cheklaydi;
turli VLAN guruhlarini turli uplinklar orqali uzatishga imkon beradi;
RSTPga o‘xshash tez konvergentsiyani saqlaydi.

Masalan, 200 ta VLANni 4 ta MST instancega guruhlash mumkin. Bu 200 ta alohida spanning tree o‘rniga 4 ta faol topologiya degani.

MST region

Bir xil MST konfiguratsiyasiga ega switchlar MST region hosil qiladi.

Regionga tegishli asosiy parametrlar:

region name;
revision number;
VLAN-to-instance mapping;
configuration digest.

Switchlar ushbu qiymatlarni solishtirib, bir regionga tegishli yoki tegishli emasligini aniqlaydi.

Region name bir xil bo‘lishi yetarli emas. VLAN mapping yoki revision farq qilsa, switchlar turli region deb qaraladi.

Configuration digest

MSTP switch VLAN-to-instance mapping ma’lumotidan maxsus digest hisoblaydi.

Digestning vazifasi:

butun mapping ro‘yxatini har BPDUda yubormaslik;
qo‘shni switch konfiguratsiyasining mosligini tez tekshirish;
region chegarasini aniqlash.

Ikki switchda region name va revision bir xil, ammo bir VLAN boshqa instancega biriktirilgan bo‘lsa, digest farq qiladi.

CIST

Common and Internal Spanning Tree MSTPning asosiy daraxti hisoblanadi.

CIST quyidagilarni birlashtiradi:

regionlar orasidagi common spanning tree;
region ichidagi instance 0;
eski STP yoki RSTP tarmoqlari bilan aloqa.

CIST barcha VLANlar uchun umumiy tashqi topologiyani belgilaydi. Region ichidagi boshqa MST instansiyalar esa o‘z yo‘lini tanlashi mumkin.

IST

Internal Spanning Tree region ichidagi instance 0 hisoblanadi.

VLAN boshqa MST instancega aniq biriktirilmagan bo‘lsa, odatda ISTga tegishli bo‘ladi.

IST CISTning region ichidagi qismini ifodalaydi.

MST instance

MST instance ma’lum VLANlar guruhiga xizmat qiladi.

Misol:

MST Instance 1: VLAN 10–49
MST Instance 2: VLAN 50–99
MST Instance 3: VLAN 100–199

Har instance:

o‘z Root Bridge’iga;
o‘z Root Port’iga;
o‘z Designated Portlariga;
alohida path cost hisobiga

ega bo‘lishi mumkin.

Bu trafikni load balancing qilishga yordam beradi.

Root Bridge dizayni

Har MST instance uchun alohida root switch tanlanadi.

Masalan:

Distribution-1 — MSTI 1 uchun root;
Distribution-2 — MSTI 2 uchun root;
Distribution-1 — CIST root;
Distribution-2 — zaxira root.

Shunda VLAN guruhlari turli uplinklarni faol ishlatadi.

Root joylashuvi tasodifiy MAC addressga qoldirilmaydi. Bridge priority aniq reja asosida sozlanadi.

Port rollari

MSTP RSTPdagi port rollaridan foydalanadi:

Root Port;
Designated Port;
Alternate Port;
Backup Port;
Disabled Port;
Master Port.

Master Port

Master Port MST regiondan CIST root tomon eng yaxshi tashqi yo‘lni ko‘rsatadi.

U region ichidagi MST instansiyalar uchun tashqi tarmoqqa chiqish nuqtasi vazifasini bajaradi.

Port holatlari

MSTP uchta asosiy port holatidan foydalanadi:

Discarding — data uzatmaydi va MAC o‘rganmaydi;
Learning — MAC o‘rganadi, data uzatmaydi;
Forwarding — MAC o‘rganadi va data uzatadi.

Bu holatlar RSTP modeliga mos.

BPDU

MSTP BPDU ichida bir nechta instance haqida ma’lumotni bitta paketda tashishi mumkin.

BPDU tarkibida:

CIST ma’lumotlari;
region configuration identifier;
MSTI recordlar;
root ID;
path cost;
port role;
timerlar

bo‘ladi.

Bu har VLAN uchun alohida BPDU yuborishdan samaraliroq.

Region chegarasi

Qo‘shni switch MST configuration digestga mos kelmasa, port boundary port sifatida ishlaydi.

Region tashqarisidagi switch:

boshqa MST region;
RSTP switch;
klassik STP switch;
per-VLAN STP qurilmasi

bo‘lishi mumkin.

Tashqi tarmoq regionni bitta mantiqiy bridge sifatida ko‘rishi mumkin.

VLAN mapping xatosi

Region ichidagi barcha switchlarda VLAN-to-instance mapping bir xil bo‘lishi kerak.

Masalan, bir switchda VLAN 20 MSTI 1ga, boshqasida MSTI 2ga bog‘langan bo‘lsa:

digest farq qiladi;
region bo‘linadi;
kutilmagan boundary paydo bo‘ladi;
trafik yo‘li o‘zgaradi;
ayrim linklar bloklanishi mumkin.

Shu sababli MST konfiguratsiyasi markaziy shablon bilan boshqariladi.

MSTP va RSTP

MSTP har bir instansiya ichida RSTPga o‘xshash tez transition mexanizmlaridan foydalanadi:

proposal;
agreement;
alternate port;
edge port;
rapid failover.

Asosiy farq — MSTP bir nechta VLANni bitta instancega birlashtiradi.

RSTP bitta spanning tree yaratadi, MSTP esa bir region ichida bir nechta mantiqiy daraxt yaratadi.

MSTP va per-VLAN STP

Jihat	MSTP	Per-VLAN STP
Instance soni	VLANlar guruhiga qarab	Har VLAN uchun alohida
BPDU yuk	Kamroq	VLAN soni oshsa ko‘payadi
Load balancing	Instance guruhlari bo‘yicha	Har VLAN bo‘yicha
Konfiguratsiya	Region mapping talab qiladi	VLAN rootlarini alohida boshqarish
Katta tarmoq	Mos	CPU va state ko‘payishi mumkin

MSTPda load balancing aniqligi kamroq, lekin masshtablash yaxshiroq.

Interoperability

MSTP eski STP va RSTP bilan ishlashi mumkin.

Eski protokolga ulangan portda:

tez konvergentsiya cheklanishi;
region tashqi tomondan bitta daraxt bo‘lib ko‘rinishi;
topology change boshqacha tarqalishi;
compatibility mode ishlashi

mumkin.

Aralash tarmoqda root Bridge ID va cost dizayni alohida tekshiriladi.

Edge port va himoya

Foydalanuvchi qurilmasi ulangan port edge sifatida belgilanadi.

Edge port:

darhol forwardingga o‘tadi;
topology change yaratmaydi;
switch BPDU yuborsa oddiy portga aylanishi mumkin.

BPDU Guard edge portda ruxsatsiz switch ulanishini bloklaydi.

Root Guard va Loop Guard ham MSTP topologiyasini himoya qiladi.

Link aggregation

LACP orqali port-channel hosil qilinganda MSTP uni bitta mantiqiy link sifatida ko‘radi.

Bu parallel fizik linklarning barchasini faol ishlatishga imkon beradi. Aks holda spanning tree loopni oldini olish uchun ayrim linklarni bloklashi mumkin.

Diagnostika

MSTP muammosida quyidagilar tekshiriladi:

region name;
revision;
VLAN mapping;
configuration digest;
CIST root;
har MSTI rooti;
port role;
Master Port;
boundary port;
instance cost;
edge port;
BPDU;
topology change;
eski STP qo‘shnisi.

Kutilmagan boundary ko‘rinsa, birinchi navbatda mapping va digest mosligi tekshiriladi.

Bog‘liq tushunchalar

STP, RSTP, MST region, CIST, IST, MST instance, Root Bridge, Master Port, BPDU, VLAN mapping, Bridge Priority