MST IST CST和CIST

1．IST、CST和CIST概述

与其他生成树协议中所有生成树实例都是独立的不同，MST建立和维护如IST、CST和CIST这样既有独立性一面，又可以有相互关联的多种生成树实例。

IST（Internal Spanning Tree，内部生成树）是MST区域中的一个生成树实例。在每个MST区域内部，MST维护着多个生成树实例。实例0是一个特殊的实例（其实可以与VLAN 1类比，VLAN 1是交换机默认的管理VLAN，也是交换机默认的本地VLAN），那就是此处所说的IST。所有其他MST实例号只能在1～4094之间，也可以把IST看成是每个MST区域的外在表现。默认情况下，所有VLAN是分配到IST实例中的。

IST是仅发送和接收BPDU的生成树实例，所有其他生成树实例信息是包含在MST记录（MSTP record，又称"M记录"）中，是用MST BPDU进行封装的。因为MST BPDU携带了所有实例信息，这样在支持多个生成树实例时所需要处理的BPDU数量就会大大减少。

在同一个MST区域中的所有MST实例共享相同的协议计时器，但是每个MST实例有它们自己的拓扑结构参数，例如根网桥ID、根路径开销等。但是，一个MST实例是与所在区域相关的，例如，区域A中的MST实例1与在区域B中的MST实例1是无关的，即使区域A和区域B是互联的。

CST（Common Spanning Tree，公共生成树）是用来互联MST区域的单生成树。如果把每个MST区域看作是一个"设备"，CST就是这些"设备"通过STP协议、RSTP协议计算生成的一棵生成树。在每个MST区域中计算出的生成树都是作为包含整个交换域的CST的子树出现的。

CIST（Common and Internal Spanning Tree，公共和内部生成树）是连接一个交换网络内所有设备的单生成树，由IST和CST共同构成。

由上可知，从包含的范围来看，IST是最小的，仅属于一个MST区域内部，CST次之，则是MST区域间的互联生成树实例，而CIST则最大，包括了IST和CST。

除了IST、CST和CIST外，还有以下几个术语：

MSTI：一个MST域内可以通过MSTP算法生成多棵生成树，各棵生成树之间彼此独立。每棵生成树都称为一个MSTI（Multiple Spanning Tree Instance，多生成树实例）。

区域根网桥（Region Root Bridge）：MST域内MSTI的根桥就是域根。MST域内各棵生成树的拓扑不同，区域根也可能不同，也称之为"MST区域根"。

公共根网桥（Common Root Bridge）：是指CIST的根桥，也就是整个网络中的根网桥，也称为"CIST区域根"。

2．在一个MST区域内的生成树操作

当IST时，IST的根成为CIST最初的根（称为执行IEEE 802.1S 预标准中的"IST主"），如图9-17所示。如果在网络中只有一个区域的话，"CIST区域根"也称为"CST根"。如果CIST中超出了某个区域，则在这个区域中的一台骨干MST交换机会被选举成为CIST区域根。




当一个MST交换机初始化时，它发送标识自己为CIST根和CIST区域根的BPDU，BPDU中到达CIST根和CIST区域根的路径开销为0。交换机也初始化所有它自己的MST实例和作为根的主张。如果交换机接收到一个比当前端口上存储的具有更高级的MST根信息（也就是具有更低交换机ID、更低路径开销等）时，该交换机就会放弃作为CIST区域根的主张。

在初始化过程中，一个区域可能有多个子区域，每个子区域拥有它自己的CIST区域根。当交换机接收到来自同一个区域中的邻居交换机的更高IST信息时，它们会离开其原来的子区域，加入到新的包含真正CIST区域根的子区域中。这样一来就会导致所有子区域会缩减，除了那个包含真正CIST区域根的子区域。

正确的操作是所有在MST区域中的交换机必须与同一CIST区域根保持一致。这样一来，区域中的任何两台交换机，如果要聚合成一个公用CIST区域根，则仅需要对一个MST实例同步它们的端口角色。

3．在MST区域间的生成树操作

如果在一个网络中有多个MST区域，或者802.1D交换机，MST建立和维护着网络中包括所有MST区域和所有802.1D STP交换机的CST。MST实例是与区域边界的IST组合，形成CST。

IST连接着一个区域中的所有MST交换机，并且是作为整个交换域中CIST的子树表现的。子树的根是CIST区域根。MST区域的表现形式就是作为邻接STP交换机和MST区域的虚拟网桥，也就是一个虚拟的网桥设备。

图5-25显示了一个具有三个MST区域（A、B、C结点）和一个802.1D交换机（D结点）的网络。MST区域1的CIST区域根也是CST根，MST区域2和MST区域3中的CIST区域根是CIST内各自子树的根。

只有CST实例发送和接收BPDU，MST实例添加它们的生成树信息到BPDU中，以便与邻居交换机连接，并计算出最后的生成树拓扑结构。这样一来，凡是涉及BPDU传播的生成树参数（如hello时间、转发时间、最长寿命、最大跳数等）仅在CST实例上配置，但是会影响到所有MST实例。涉及生成树拓扑结构的参数（如交换机优先权、端口VLAN开销和端口VLAN优先权等）则可以在CST实例和MST实例中配置。

MST交换机使用版本3的BPDU或者802.1D STP BPDU来与802.1D交换机通信。MST交换机使用MST BPDU与MST交换机通信。

4．IEEE 802.1S术语

在以前执行的标准中有一些命名协定已更改，包括一些internal和regional参数。这些参数仅用于MST区域内部，区别于应用于跨越整个网络中的那些参数。因为CIST仅是整个网络的生成树实例，仅CIST参数需要外部限定，而不是内部或区域限定。

CIST根（CIST root）是CIST的根网桥，它是跨越整个网络的唯一实例。

CIST外部根路径开销（CIST external root path cost）是到CIST根的开销。这个开销在一个MST区域中是保持不变的。MST中的成员，对CIST看来像单一交换机。CIST外部根路径开销是根据这些虚拟交换机和不属于任何区域的交换机之间的根路径开销计算的。

CIST区域根（CIST regional root）在IEEE 802.1s预标准中被称之为"IST主"（IST master）。如果CST根是在区域中，"CIST区域根"就是"CIST根"。否则，"CIST区域根"是到达"CIST根"最近的交换机。"CIST区域根"是作为IST的根交换机。

CIST内部根路径开销（CIST internal root path cost）是一个区域中交换机到达CIST区域根的开销。这个开销仅与IST（实例0）有关。

表9-2是IEEE标准和Cisco预标准术语的比较。

表9-2 预标准与正式标准的术语比较

IEEE标准中的定义

Cisco预标

准中的术语

Cisco现行

标准中的术语

CIST regional root

IST master

CIST regional root

CIST internal root path cost

IST master path cost

CIST internal path cost

CIST external root path cost

Root path cost

Root path cost

MSTI regional root

Instance root

Instance root

MSTI internal root path cost

Root path cost

Root path cost