问题描述

STP/RSTP 的缺陷是所有的 VLAN 共享一棵生成树：RSTP 在 STP 基础上进行改进，实现网络拓扑快速收敛。

但 RSTP 和 STP 还存在缺陷：

流量无法负载分担

如果网络中只有一个生成树，假设SW3与SW2相连的端口为阻塞端口，则VLAN2和VLAN3的数据都只能通过一条链路到汇聚交换机，不能实现流量负载分担。

数据链路层次优路径

由于SW3与SW2间的链路被阻塞，VLAN3的数据到达网关的路径是次优的，最优的路径应当是由SW3直达SW2。

解决方案

为了弥补 STP 和 RSTP 的缺陷，IEEE 于 2002 年发布的 802.1s 标准定义 MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）。

华为公司提出 VBST（VLAN-Based Spanning Tree）生成树解决方案，思科提出 PVST（PVST）协议，实现每个 VLAN 使用独立的树。

原理简述

在 MSTP 中，生成树的形成是基于 VLAN 的，不同 VLAN 间可形成相互独立的生成树，不同 VLAN 内的流量沿着各自的生成树转发，进而可实现流量的负载分担。
MSTP 把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树间彼此独立。
每棵生成树叫做一个多生成树实例 MSTI（Multiple Spanning Tree Instance）。
所谓生成树实例就是多个 VLAN 的一个集合。
通过将多个VLAN捆绑到一个实例，可以节省通信开销和资源占用率。
MSTP各个实例拓扑的计算相互独立，在这些实例上可以实现负载均衡。
可以把多个相同拓扑结构的VLAN映射到一个实例里，这些VLAN在接口上的转发状态取决于接口在对应实例的状态。

MSTP 将创建多个生成树实例，然后将 VLAN 分组到不同生成树的实例中，例如：在网络中将维护 2 棵生成树，将 VLAN 1-10 映射到 Instance-1，将 VLAN 11-20 映射到 Instance-2；

如图中例子，经计算，最终生成两棵生成树：
1）Instance1 对应的生成树以SW1为根交换设备，转发 VLAN1~VLAN10 的报文。
2）Instance2 对应的生成树以SW2为根交换设备，转发 VLAN11~VLAN20 的报文。
不同VLAN的报文沿不同的路径转发，实现负载分担。注意：生成树不是基于 VLAN 运行的，而是基于 Instance 运行的。

协议特性

消除环路：MSTP 兼容 STP 和 RSTP 协议；
快速收敛：既可以快速收敛（依旧应用 RSTP 的 P/A 机制），
负载分担：在数据转发过程中实现 VLAN 数据的负载均衡。
冗余备份：通过建立多棵无环路的树，除解决广播风暴外，并实现冗余备份。

应用场景

WIP

参考文献

Multiple Spanning Tree Protocol – Wikipedia