多生成树（MST）是把IEEE802.1w 的快速生成树（RST）算法扩展而得到的，多生成树协议定义文档是IEEE802.1S。
多生成树提出了域的概念，在域的内部可以生成多个生成树实例，并将VLAN关联到相应的实例中，每个VLAN只能关联到一个实例中。这样在域内部每个生成树实例就形成一个逻辑上的树拓扑结构，在域与域之间由CIST实例将各个域连成一个大的生成树。各个VLAN内的数据在不同的生成树实例内进行转发，这样就提供了负载均衡功能。
MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）
将存在环路的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。
MSTP与其他几种生成树协议对比：
实验模拟
实验拓扑如上图所示。设PC8、9、10为vlan 10中的设备，PC11、12/13为vlan 20中的设备，使SW-1成为vlan 10的根桥交换机，SW-2成为vlan 20的交换机。要求：运行MSTP，防止环路存在，同时实现负载均衡。
注意：运行MSTP需要在每台交换机上都进行配置。
SW-1
SW-1(config)#interface range g0/0-1
SW-1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-1(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-1(config-if-range)#exit
SW-1(config)#interface range g1/0-1
SW-1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-1(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-1(config-if-range)#exit
SW-1(config)#vlan 10
SW-1(config-vlan)#vlan 20
SW-1(config-vlan)#exit
SW-1(config)#spanning-tree mode mst
//进入MSTP的配置模式下
SW-1(config)#spanning-tree mst configuration
//设置域名，所有运行MSTP的设备应当一致
SW-1(config-mst)#name cisco
SW-1(config-mst)#revision 1//设置版本号
//创建实例
SW-1(config-mst)#instance 1 vlan 10
SW-1(config-mst)#instance 2 vlan 20
//查看实例信息
SW-1(config-mst)#show pending
Pending MST configuration
Name [cisco]
Revision 1 Instances configured 3
Instance Vlans mapped
-------- ---------------------------------------------------------------------
0 1-9,11-19,21-4094
1 10
2 20
-------------------------------------------------------------------------------
SW-1(config-mst)#exit
//基于实例设置优先级
SW-1(config)#spanning-tree mst 1 priority 0
SW-1(config)#spanning-tree mst 2 priority 4096
//检查配置是否正确
SW-1(config)#do show running-config | section spanning-tree
spanning-tree mode mst
spanning-tree extend system-id
spanning-tree mst configuration
name cisco
revision 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
spanning-tree mst 1 priority 0
spanning-tree mst 2 priority 4096
//另一种设置实例优先级的方法
SW-(config)#spanning-tree mst 1 root primary SW-2
SW-2(config)#interface range g0/0-1
SW-2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-2(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-2(config-if-range)#exit
SW-2(config)#interface range g1/0-1
SW-2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-2(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-2(config-if-range)#exit
SW-2(config)#vlan 10
SW-2(config-vlan)#vlan 20
SW-2(config-vlan)#exit
SW-2(config)#spanning-tree mode mst
SW-2(config)#spanning-tree mst configuration
SW-2(config-mst)#name cisco
SW-2(config-mst)#revision 1
SW-2(config-mst)#instance 1 vlan 10
SW-2(config-mst)#instance 2 vlan 20
SW-2(config-mst)#exit
SW-2(config)#spanning-tree mst 1 priority 4096
SW-2(config)#spanning-tree mst 2 priority 0
//检查配置是否正确
SW-2(config)#do show running-config | section spanning-tree
spanning-tree mode mst
spanning-tree extend system-id
spanning-tree mst configuration
name cisco
revision 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
spanning-tree mst 1 priority 4096
spanning-tree mst 2 priority 0
//另一种设置实例优先级的方法
SW-2(config)#spanning-tree mst 2 root primary
SW-3
SW-3(config)#interface range g0/1-2
SW-3(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-3(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-3(config-if-range)#exit
SW-3(config)#vlan 10
SW-3(config-vlan)#exit
SW-3(config)#interface range g1/0-2
SW-3(config-if-range)#switchport mode access
SW-3(config-if-range)#switchport access vlan 10
SW-3(config-if-range)#exit
SW-3(config)#spanning-tree mode mst
SW-3(config)#spanning-tree mst configuration
SW-3(config-mst)#name cisco
SW-3(config-mst)#revision 1
SW-3(config-mst)#instance 1 vlan 10
SW-3(config-mst)#exit
//查看实例信息
SW-3(config)#do show spanning-tree mst 1
##### MST1 vlans mapped: 10
Bridge address 5000.0003.0000 priority 32769 (32768 sysid 1)
Root this switch for MST1
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Gi0/1 Altn BLK 20000 128.2 Shr Bound(RSTP)
Gi0/2 Mstr FWD 20000 128.3 Shr Bound(RSTP)
Gi1/0 Desg FWD 20000 128.5 Shr
Gi1/1 Desg FWD 20000 128.6 Shr
Gi1/2 Desg FWD 20000 128.7 Shr
SW-4
SW-4(config)#interface range g0/1-2
SW-4(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW-4(config-if-range)#switchport mode trunk
SW-4(config-if-range)#exit
SW-4(config)#vlan 20
SW-4(config-vlan)#exit
SW-4(config)#interface range g1/0-2
SW-4(config-if-range)#switchport mode access
SW-4(config-if-range)#switchport access vlan 20
SW-4(config-if-range)#exit
SW-4(config)#spanning-tree mode mst
SW-4(config)#spanning-tree mst configuration
SW-4(config-mst)#name cisco
SW-4(config-mst)#revision 1
SW-4(config-mst)#instance 2 vlan 20
SW-4(config-mst)#exit
通过查看端口状态，可验证无环路要求已实现。要想实现负载均衡，还需进行链路聚合的相关配置。
链路聚合
链路聚合是将两个或更多数据信道结合成一个单个的信道，该信道以一个单个的更高带宽的逻辑链路出现。链路聚合一般用来连接一个或多个带宽需求大的设备，例如连接骨干网络的服务器或服务器群。
端口汇聚是将多个端口汇聚在一起形成一个汇聚组，以实现出/入负荷在汇聚组中各个成员端口中的分担，同时也提供了更高的连接可靠性。
公有：LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路汇聚控制协议）。是一种实现链路动态汇聚的协议。LACP协议通过LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit，链路汇聚控制协议数据单元）与对端交互信息。启用某端口的LACP协议后，该端口将通过发送LACPDU向对端通告自己的系统优先级、系统MAC地址、端口优先级、端口号和操作Key。对端接收到这些信息后，将这些信息与其它端口所保存的信息比较以选择能够汇聚的端口，从而双方可以对端口加入或退出某个动态汇聚组达成一致。
操作Key是在端口汇聚时，LACP协议根据端口的配置（即速率、双工、基本配置、管理Key）生成的一个配置组合。动态汇聚端口在启用LACP协议后，其管理Key缺省为零。静态汇聚端口在启用LACP后，端口的管理Key与汇聚组ID相同。
私有：端口聚集协议（PAgP）(Port Aggregation Protocol)是Cisco的专有协议，PAgP是一种管理功能，它在链路的任一末端检查参数的一致性，并且有助于保持网络可用性。 PAgP 分组为了商议一个通道的形成在快速以太通道可能的端口发送。
主动模式：主动发送协商包，主动发起协商
被动模式：接收协商包，进行协商
LACP;聚合链路可以为2、4、8、16条。最大可以聚合链路为8条，剩余8条作为备份存在。
PAgP：2、4、8条。
SW-1
SW-1(config)#interface range g1/0-1
//描述协议信息，与具体使用什么协议无关
SW-1(config-if-range)#channel-protocol lacp
//设置聚合组编号
SW-1(config-if-range)#channel-group 1 mode passive
//查看配置信息
SW-1(config)#do sh etherchannel summary
Flags: D - down P - bundled in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use N - not in use, no aggregation
f - failed to allocate aggregator
M - not in use, minimum links not met
m - not in use, port not aggregated due to minimum links not met
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
A - formed by Auto LAG
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: 1
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1 Po1(SD) LACP Gi1/0(s) Gi1/1(s)
SW-2
SW-2(config)#interface range g1/0-1
SW-2(config-if-range)#channel-protocol lacp
SW-2(config-if-range)#channel-group 1 mode active
/*提示信息：Creating a port-channel interface Port-channel 1*/
//查看配置信息
SW-2(config)#do show etherchannel summary
Flags: D - down P - bundled in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use N - not in use, no aggregation
f - failed to allocate aggregator
M - not in use, minimum links not met
m - not in use, port not aggregated due to minimum links not met
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
A - formed by Auto LAG
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: 1
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1 Po1(SU) LACP Gi1/0(P) Gi1/1(P)
通过查看带宽信息，我们可以发现SW-2的带宽从之前的1G变为现在的2G，实现了链路聚合。
链路聚合默认情况下基于源目IP负载（可修改）
//可修改为下列几种负载方式
SW-2(config)#port-channel load-balance ?
dst-ip Dst IP Addr
dst-mac Dst Mac Addr
src-dst-ip Src XOR Dst IP Addr
src-dst-mac Src XOR Dst Mac Addr
src-ip Src IP Addr
src-mac Src Mac Addr其他查看配置命令：
SW-2(config)#do show run | section channel
interface Port-channel1
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
channel-protocol lacp
channel-group 1 mode active
channel-protocol lacp
channel-group 1 mode active
SW-2(config)#do show run | section channel-group
channel-group 1 mode active
channel-group 1 mode active
SW-2(config)#do show etherchannel load-balance
EtherChannel Load-Balancing Configuration:
src-dst-ip
EtherChannel Load-Balancing Addresses Used Per-Protocol:
Non-IP: Source XOR Destination MAC address
IPv4: Source XOR Destination IP address
IPv6: Source XOR Destination IP address
当存在两条聚合链路时，可通过设置优先级的情况下改变链路使用状态
查看默认情况下的聚合链路信息
SW-2(config)#do show etherchannel port
Channel-group listing:
----------------------
Group: 1
----------
Ports in the group:
-------------------
Port: Gi1/0
------------
Port state = Up Mstr Assoc In-Bndl
Channel group = 1 Mode = Active Gcchange = -
Port-channel = Po1 GC = - Pseudo port-channel = Po1
Port index = 0 Load = 0x00 Protocol = LACP
Flags: S - Device is sending Slow LACPDUs F - Device is sending fast LACPDUs.
A - Device is in active mode. P - Device is in passive mode.
Local information:
LACP port Admin Oper Port Port
Port Flags State Priority Key Key Number State
Gi1/0 SA bndl 32768 0x1 0x1 0x101 0x3D
Partner‘s information:
LACP port Admin Oper Port Port
Port Flags Priority Dev ID Age key Key Number State
Gi1/0 SP 32768 5000.0001.0000 8s 0x0 0x1 0x101 0x3C
Age of the port in the current state: 0d:00h:15m:49s
Port: Gi1/1
------------
Port state = Up Mstr Assoc In-Bndl
Channel group = 1 Mode = Active Gcchange = -
Port-channel = Po1 GC = - Pseudo port-channel = Po1
Port index = 0 Load = 0x00 Protocol = LACP
Flags: S - Device is sending Slow LACPDUs F - Device is sending fast LACPDUs.
A - Device is in active mode. P - Device is in passive mode.
Local information:
LACP port Admin Oper Port Port
Port Flags State Priority Key Key Number State
Gi1/1 SA bndl 32768 0x1 0x1 0x102 0x3D
Partner‘s information:
LACP port Admin Oper Port Port
Port Flags Priority Dev ID Age key Key Number State
Gi1/1 SP 32768 5000.0001.0000 11s 0x0 0x1 0x102 0x3C
Age of the port in the current state: 0d:00h:15m:47s
观察相关的信息我们可以发现，默认优先级为32768.
修改方法：
SW-2(config)#interface g1/0
SW-2(config-if)#lacp por
SW-2(config-if)#lacp port-priority ?
<0-65535> Priority value需要注意的是，若修改聚合链路优先级，应当将本端口和对端端口的优先级进行同步配置，不可只配置一个端口。
原文地址：https://blog.51cto.com/14671287/2476434
时间： 2024-08-28 21:23:11