《现代通信网技术》课件第十章 交换与路由

10.1交换与路由的基本概念一、交换与路由二、结合三、综合接入

10.1交换与路由的基本概念1.交换概念：通信前按拨号选择路由，建立连接，信息传递，释放。优点：通道专用，不存在排队调度策略等手段，能保证较好的服务。缺点：灵活性低，链路故障时中断服务，资源利用率低。需要维持两张表：路由表和交换转发表。路由表可以人工设置，也可由路由信息协议动态生成，交换表由用户拨号信息选择的路由和信道提供交换链接。2.路由概念：通信时执行逐跳转发，三层解析，最长匹配的路由转发，运用包的显式地址自动选择路由。不建立连接，不需释放。优点：灵活性高，资源利用率高，链路故障时不中断服务。缺点：参与软体分析多，转发效率低，先天瓶颈。3.结合概念：将第二层交换与第三层路由结合，取长补短。多种方法。优点：形成宽带交换，提供更好服务缺点：提供端到端的服务保证上需要进一步研究。10.3路由协议AS（AutonomousSystem）概念一个自治系统是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器。使用一种AS内部的路由选择协议和共同的度量确定分组在该AS内的路由。几百万个路由器互联，让所有路由器都知道到所有网络的路径，路由表非常之大，无法查找，匹配时间超限无用；仅路由信息交换会是网络饱和；单位不希望外界知道自己网络布局细节和所用的路由协议，但又希望和外部链接。RouterID：用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的32位整数，每个运行OSPF的路由器都有一个RouterID。ＩＧＰ＆ＥＧＰ内部路由协议（ＩＧＰ）RIPOSPFIS-IS……自治系统ＡＳ１００自治系统ＡＳ２００外部路由协议（ＥＧＰ）ＢＧＰ距离矢量算法链路状态算法RIPOSPFBGPIS-ISＢＧＰＲＩＰＯＳＰＦＴＣＰＵＤＰＩＰＲａｗＩＰ链路层物理层算法封装路由信息协议是一种距离向量协议，是一种内部网关协议IGP，即路由范围在一个自治系统内部自动运行。（1）跳数直接交付，跳数=1非直接交付：跳数=nR+1最大距离=15、16=不可达网络（2）R信息交换，采用UDP封装每个30s和自己的所有邻居交换本R所知道的所有路由信息。（3）算法收到地址为X的邻居R的RIP报文后，将每一项的下一跳改为X，距离加1；若本R的表中没有到目的N的项，添加；本R的表中有到目的N的项，且下一跳也是X，替换；本R的表中有到目的N的项，但下一跳不是X，则：若收到报文中到N距离小于本R中到N的表项中的距离，则替换；若收到报文中到N距离大于本R中到N的表项中的距离，则不动。（4）三分钟收不到某邻居R的更新，则认为R不可达。1.RIP优点：简单，开销较低缺点：支持网络规模小；存在路由环路，好消息快，坏消息慢。例1：已知R1当前的路由表如表1所示，现收到邻居R3发来的更新消息如表2所示。试更新R1的路由表。表2R3发来的更新目的网络距离下一跳RN22R3N33R5………目的网络距离下一跳RN11R2N22R3N31-表1R1路由表解：对收到更新表所有项的距离加1，下一跳改为R3，如表3所示。到N1：R1原表无，添加；到N2：R1原表有，且下一跳也为R3，替换；到N3，R1原表有，但表中下一跳不是R3。因收到更新的到N3距离小于R1表中距离，替换。如表4所示。表4R1更新后的路由表目的网络距离下一跳RN12R3N23R3N32R3表3R1对R3发来更新修改目的网络距离下一跳RN22R3N33R5………表1R1路由表目的网络距离下一跳RN12R3N23R3N32R3OSPF(OpenShortestPathFirst)域内路由，链路状态路由算法（Dijkstra）；只有变更时，才向本AS内所有路由器发送和自己相邻的所有路由器之间的链路状态信息。R的链路状态是指R和相邻各Ri的邻接状态和到Ri的metric值。代价Metric：可以使费用、距离、时延、带宽等参数的综合，十分灵活。OSPF路由表项内容：目的网段、下一跳、路径、代价。2.OSPF路由器分类Area0Area1Area2IRABRBRASBR使用BGP连接到另外一个ASAS6500OSPF的区域划分Area0Area1Area2Area3Area4Area0为骨干区域，所有ABR都至少有一个接口属于Area0特点：每一个R最终都有一个链路状态数据库，全网地图。全网一致（同步）；收敛快：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程（链路状态数据库同步）；直接采用IP封装传送；自制域内划分一个主干域和若干区域，区域内交换链路状态信息，区域边界R概括来自其它所有区域的信息。支持多条到达相同目的地的等价通路；支持VLSM；支持分层路由。直接使用IP承载OSPF报文Type报文名称报文功能1Hello发现和维护邻居关系2DatabaseDescription发送链路状态数据库摘要3LinkStateRequest请求特定的链路状态信息4LinkStateUpdate发送详细的链路状态信息5LinkStateAck发送确认报文OSPF报文类型例2：图a是由六个路由器互联的五个子网，网络基于OSPF，每个路由器根据互联网络中的其它路由器提供的链路状态信息，维持一个有向图数据库，试根据结构画出网络的有向图，并使用Dijkatr算法分析有向图，生成R1路由器的路由树，计算R1的路由表。图a解：1、有向图如图b所示2、R1生成树如图c所示。图b图c4、R1的路由表如表a所示。从有向图可见，R1到N4两条路径，下一条R2最短。下一条R3费用略高，舍去。边界网关协议BGP(BorderGatewayProtocol)是一种外部路由协议，边界指的是自治系统AS的边界，用于在自治系统之间传播路由信息。BGP通过在路由信息中增加AS路径和其他等附带属性信息来构造自治系统的拓扑图，从而消除路由环路，实施用户配置的策略。基于IGP，在IGP完成路由发现和路由计算的基础上，选择最好的路由并控制路由的传播。着眼点是选择最好的路由并控制路由的传播，而不在于发现和计算，路由发现和路由计算是IGP的职责。10.4边界网关协议1.为什么要BGP（1）RIP记录的只有下一跳，没有真正定义到目的地的完整路径，RIP跳数上限只有16，不适合较大规模网络；（2）OSPF的LSDB随网络规模的增加成几何数增长。

BGP解决AS之间的路由选择。BGP基于路径向量路由的思想，从设计上避免了环路的产生。BGP要给出到目的地的完整路径。不关心跳数、费用的量度，而是关心所要经过的自治系统。2.BGP特点使用面向链接的TCP传输，提高可靠性，端口号179；对网络拓扑没有限制，只有4种报文，很简单；路由更新时，只发送增量路由，减少传播路由所占用的带宽，适用于在Internet上传播大量的路由信息；BGP路由携带丰富的属性，以便BGP路由策略使用，供每个AS在入口和出口对路由进行过滤、选择和控制、使得BGP是既简明灵活，又功能强大；支持无类别域间路由CIDR，便于扩展。3.BGP邻居又称为对等体，分为两种：如果两个交换BGP报文的对等体属于不同的自治系统，则这两个对等体就是EBGP对等体(ExternalBGP)。如RTA和RTC；如果两个交换BGP报文的对等体属于同一个自治系统，则这两个对等体就是IBGP对等体(InternalBGP)，如RTC和RTD。10.0.0.110.0.0.2BGP邻居：两个对等体位于不同自治系统，并且它们之间直接相连，称为外部BGP(EBGP)，如RTA的接口10.0.0.1和RTC的接口10.0.0.2直接相连，它们之间建立了EBGP连接；位于同一自治系统的BGP路由器也可以建立连接，称为IBGP连接，此时对等体不一定要直接相连，只要TCP连通即可。EBGPRTCRTARTBIBGPAS100AS200RTCIGPIGP10.0.0.110.0.0.2多条路径时，BGPSpeaker只选最优的给自己使用；BGPSpeaker只把自己使用的路由通告给对等体；BGPSpeaker从EBGP获得的路由会向它所有BGP对等体通告（包括EBGP和IBGP）；连接一建立，BGPSpeaker将把自己所有BGP路由通告给新对等体。4.BGP路由通告原则5.BGP路由属性1、Origin2、AS-Path3、Nexthop4、MED5、Local-Preference6、Atomic-Aggregate7、Aggregator8、Community9、Originator-ID10、Cluster-List11、DestinationPref(MCI)12、Advertiser(Baynet)13、Rcid-Path(Baynet)14、MP_Reach_NLRI15、MP_Unreach_NLRI16、Extended_CommunitiesOrigin：起点属性。定义路由信息的来源，标记一条路由是怎样成为BGP路由的。As-Path：AS路径属性。是路由经过的AS的序列，即列出此路由在传递过程中经过了哪些AS。它可以防止路由循环，并用于路由的过滤和选择。Nexthop：下一跳属性。包含到达更新消息所列网络的下一跳边界路由器的IP地址。MED属性：当某个AS有多个入口时，可以用MED属性来帮助其外部的AS选择一个较好的入口路径。一条路由的MED值越小，其优先级越高，与Cost值类似。Local-Preference：本地优先级属性。用于在AS内优选到达某一目的地的路由。反映了BGP发言人对每条BGP路由的偏好程度。属性值越大越优。Community：团体属性。团体属性标识了一组具有相同特征的路由信息，与它所在的IP子网或自治系统无关。1)、AS属性是一个必遵、过渡属性，它列出路由在传递过程中所经过的每个AS的AS号，BGP在向EBGP对等体通告一条路由时，要把自己的AS号加入到AS-Path属性报文中AS序列的最前面，以记录此路由已经过本AS。1)、AS属性通过拒绝接受AS-Path属性中包含本ASNumber的路由避免产生环路。

利用AS-Path属性过滤和影响路由选择，在其它因素相同的条件下，选择AS-Path较短的路由。例：AS200内的关于网络D18.0.0.0/8的BGP路由向各BGP邻居发送，试确定AS100的路由。解：经AS200、AS300、AS400到达AS100的AS-Path为d1（400300200）；经AS200、AS500到达AS100的AS-Path为d2（500200）；BGP优先选择有较短AS-Path的BGP路由：”D，d2500200”。2)、nhp属性BGP在向EBGP对等体通告路由时，nhp属性是本地BGP与对端连接的端口地址，如图RTC在向RTA通告路由18.0.0.0/8时，下一跳属性为10.0.0.2。2)、nhp属性例1：在下图中，根据BGP的下一跳属性，RTA在向RTC通告路由19.0.0.0/8时的下一跳属性是什么？2)、nhp属性在其它情况下BGP使用第三方的下一跳，BGP在向IBGP通告从其它EBGP得到的路由时不改变路由的下一跳属性，本地BGP将从EBGP得到的路由的下一跳属性直接传递给IBGP。如图RTA通过IBGP向RTB通告路由18.0.0.0时下一跳属性为10.0.0.2例2：下图网络由AS100和AS200两个AS组成，RTA、RTB、RTC为BGP路由器，试解答一下问题。1).标出EBGP邻居、IBGP邻居关系；2).标出RTA、RTB以及RTC的BGP路由项；3).选出下一跳属性不变的通告。18.0.0.0/820.0.0.0/8RTARTCRTBRTD19.0.0.0/821.0.0.221.0.0.110.0.0.210.0.0.310.0.0.1AS100AS200

解：1).RTA-RTC建立EBGP邻居，RTA-RTB、RTC-RTD建立IBGP邻居关系。2).选出路由通告的下一跳指向本地BGP连接对端的端口地址的路由项。RTC在向RTA通告路由18.0.0.0/8时，nhp为10.0.0.2；RTB在向RTA通告路由19.0.0.0/8时，nhp为21.0.0.1。3).选出下一跳属性不变的通告：下一跳为本地BGP与对端连接的端口地址通告者通告对象目的网络nhpRTCEBGP邻居RTA18.0.0.0/810.0.0.2RTBIBGP邻居RTA19.0.0.0/821.0.0.118.0.0.0/820.0.0.0/8RTARTCRTBRTD19.0.0.0/821.0.0.221.0.0.110.0.0.210.0.0.310.0.0.1AS100AS200IBGPIBGP通告者通告对象目的网络nhpRTAIBGP邻居RTB18.0.0.0/810.0.0.2RTCEBGP邻居RTA20.0.0.0/810.0.0.33).本地优先属性当某个AS有多个出口点时（有多个IBGP），对于AS内的路由器访问AS外的路由器，此属性用来选择一个较好的出口点，即选择本地优先级较高的出口点。如图所示RTB把通过RTD接收的路由的本地优先级设置为local-pref1100，RTC把通过RTE接收的路由的本地优先级设置为local-pref2200，这样RTA就会优先选择本地优先级值较小的local-pref1。AS100的出口点是由BGP路由器RTB接收外部EBGP对等体发布D(18.0.0.0/8)路由消息，向内以IBGP发布时，下一跳为EBGP对端地址，告诉内部网络怎样出本AS向外发送数据。您若想光顾AS400市的D/18.0.0.0开发区请从我这儿走，我这不耽搁，收费站为30.0.0.1，4).MED属性即MULTI_EXIT_DISC属性，也就是一条路由的metric。当某个AS有多个入口点（多个EBGP对等体）时，此属性用来帮助选择一个较好的入口点，即选择MED较小的入口点。如图我们可以设置RTB通告的网络D的metric值为metric110，RTC通告的网络D的metric值为metric220，这样RTA就会优先选择metric值较小的metric1。AS200的RTB向外部EBGP对等体发布D(18.0.0.0/8)路由消息，下一跳为自己的对外接口，告诉外部网络怎样进入本AS（向本AS发送数据）。各位AS的R大家好！欢迎经我这门口（30.0.0.2）访问我们(AS200)门票很优惠(10元)！20.5.82.0/24RT2RT3RT1ISP220.5.81.0/24ISP1例2：下图中，ISP2有81网络20.5.81.0/24和82网络20.5.82.0/24两个网络，ISP1通过两条高速链路的任一条都可访问ISP2的81网和82网，两条高速连路由BGP路由器RT1、RT2提供。试解析以下问题。1.画出能够符合题意要求的物理连接部分；2.通过BGP的MED设置，使ISP1的用户访问81网的流通过RT2，访问82网的流通过RT1；3.论证RT3访问81网的路由选择原理。解：1.原图加虚线部分。2.RT1向RT3发布路由81和82时，给82打标记50，而给81打标记100；

RT2向RT3发布路由81和82时，给81打标记50，而给82打标记100；3.RT3从RT1获得去81的nhp为RT1,med=100；

RT3从RT2获得去81的nhp为RT2,med=50。两者比较，访问81网走RT2费用低，所有访问81的流永远走RT2。同理，访问82网走RT1费用低，所有访问82的流永远走RT1。10.5环网技术1.TokenRing

数据通信领域最早的环网技术，基于MAC层协议;一种低速网络：有4M和16M两种速率；节点只有获得令牌时才能向环上发送数据；源节点剥离的方法；单向环网；不具备故障自愈保护功能；2.FDDI

一种改进的TokenRing技术；利用令牌的传递对环网的控制权；采用光纤作为传输介质；数据包采用源节点剥离的方法；双环结构；不具备故障自愈的保护功能。3.SDH/SONET

目前广泛应用在传输网络里面的一种环网技术。采用点到点、电路交换的设计环内带宽被静态分配为一条条静态固定带宽链路，使用时分复用单环、多环都支持高可靠性，提供50ms的APS的故障自愈机制主要为语音服务，不适合数据业务网络中设备的多层次，管理复杂，业务开通速度慢4.GE/POS环

严格来说，并不是一种环网技术，仅仅是近年来，网络上的一种组网应用网络上面的N个节点通过N条链路首尾相连起来业务在节点间逐点三层转发实现相互通信实现全连接存在N方问题仅仅是一种组网应用，无带宽管理方法每一环段需要分配一个IP子网，环网上IP地址规划复杂，整个环需要N个IP子网5.RPR环网每个RPR节点包括一个MAC实体，两个物理层实体

MAC实体包括一个MAC控制实体（control）、一个子环选择实体（ringletselection）、两个MAC业务链路实体（ringlet0/ringlet1datapath）

东向物理层的“发送口”与相邻节点西向物理层的“接收口”相连构成RPR的0环

东向物理层的“接收口”与相邻节点西向物理层的“发送口”相连，构成RPR的1环

1环业务链路0环业务链路子环选择控制实体MAC客户端西向东向MACS0station1S2S3S254子环1子环0节点数据操作节点数据操作Insertion（上环）：将其它接口转发过来的报文插入RPR环。Forwarding（转发）：将途径本节点的报文简单转发到下一个节点。Receiving（下环）：接收从环上来的数据报，送上层处理。Stripping（剔除）：将报文从环上剥离。RxTxTxRx下环上环RxTxTxRx下环上环RxTxTxRx下环上环单播转发单播报文接收：同时执行Receiving和StrippingAreaBRPR环

外环数据上环内环数据上环AreaC内环数据下环外环数据下环数据过环数据过环数据剔除数据剔除AreaA组播/广播转发组播/广播报文接收：同时执行Forwarding和Receiving；RPR环下载剔除下载下载下载故障自愈RPR技术故障自愈能力非常强，能够实现50ms时间内的故障保护切换

两种保护方式：绕回(Wrap)保护方式和抄近(Steering)保护方式绕回方式故障切换的恢复时间非常短(50ms以内)，但占用带宽较多。抄近方式避免了带宽的浪费，但是由于需要重新收敛，恢复时间较长，可能会造成一些业务的中断

华为3Com的RPR实现同时支持绕回和抄近这两种方式，并且结合这两种方式各自的优点，采取先绕回后抄近方式

正常情况下数据流ABCFED链路故障后的保护自愈Wrap方式链路故障后的保护自愈Steering方式ABCDFEABCDEF高效带宽利用目的地址剥离：单播报文在目的点被剥离空间复用机制：非重叠复用和重叠复用两种带宽自动分配：RPR-Fa公平算法无冗余带宽：外环和内环互为备份，故障自愈无需类似APS的50%冗余带宽。广播和多播的支持：环上仅有一个拷贝，中间节点接收的同时传递到下一个节点，有源节点负责剥离。二层快速转发：二层转发有硬件直接完成，无需送入Host/L3处理，增加了吞吐量。其它特性RPR是一种与物理层无关的Mac层协议，可支持Ethernet、SDH/SONET、DWDM等物理介质；RPR链路高带宽设计，带宽支持平滑扩展，155M－10G，甚至40G；RPR环是Mac层全连接设计，无N²问题；RPR环是一种改进的Ethernet技术，支持所有Ethernet能支持的协议和业务；RPR环上面所有节点可以配置为同一个IP子网，简化了城域网IP地址规划问题。RPR设计支持环网级别的设备互通性，多网合并，相互透明，共享环网物理链路和环网带宽；RPR具备完善MIB特性，能提供完善的操作和维护平台，真正做到可运营可管理。RPR环较POS/GE环的优点带宽高利用率和QOS保证：空间复用、RPR-Fa公平算法、L2队列调度节点处理的高效率：对于非本节点数据仅硬件完成L2转发，无需L3参与，吞吐量高。保护机制和环网弹性：提供50ms故障自愈，无需50%冗余带宽。服务提供简单化：完全分布式存取控制，带宽由公平算法动态分配，拓朴自动发现，用N条链路实现N节点Mac层全连接。简化了IP地址规划：所有环节点可以配置为同一个IP子网。可升级易维护性：支持节点即插即用，可支持2－128节点，增加删除节点不影响现有业务。10.6多协议标记交换IETF的MPLS工作组，主要目标是开发一个综合选路和交换的标准，把路由选择功能转移到网络边缘，把效率更高、结构更简单的交换功能放在核心网络中。可以运行不同的链路层技术，如

ATM、FR、PPP、POS、LAN等实际上，网络层协议只限于IPv4和IPv6MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitch)MPLS的核心技术

标记交换路由器（LSR）标记边缘路由器（LER）标记标记分配协议（LDP）标记交换通道（LSP）转发机制，即标记交换1、组件2、标记交换设备LabelEdgeRoutersLabelSwitchingRouters(LSRs)(ATMSwitchorRouter)2、标记交换路由器具有第三层转发和第二层交换功能运行传统IP选路协议，并执行控制协议以与邻接设备协调FEC/标记的绑定信息FEC(ForwardingEquivalenceClass)，在相同路径上转发，以相同方式处理，被一个LSR映射到一个单一标记的一群IP分组可以是一个传统交换机扩充IP选路；或将一个传统路由器升级支持MPLS3、标记边缘路由器LabelEdgeRouter进/出一个MPLS域转发分组的传统路由器；与MPLS网络内部LSR通信以交换FEC/标记绑定信息执行第三层增值功能，给分组加标记4.标记包含在每个分组中的短固定长度的值，用于标识一个集合流（Stream）在相同路径上转发并以相同方式处理的分组流，一个集合流包含一个或多个流（Flow）只在本地有意义，经每一跳后标记是变化的，但经逻辑级联就构成LSP，类似于VPI/VCI构成PVC标记的格式依赖于分组封装所在的介质，例如，ATM封装的分组采用VPI和/或VCI标记格式标记:20bits；COS:3bitsS(堆栈指示符):1bit；TTL:8bits数据VPI/VCI数据DLCI数据SHIML3L2标记COSSTTLATM信元FR数据PPPorLAN数据32bit标记交换实例171.69128.89.10011

...128.89.1010171.693457LocalLabelRemote

LabelAddressPrefixInterface...128.89.1011171.69xx34‘Edge’RouterDoesLongestMatch,AddsLabelSubsequentRoutersForwardonLabelOnlyLocalLabelRemoteLabelAddressPrefixInterface171.69.12.1data4171.69.12.1data171.69.12.1data75.综合接入新三级网承载着查勤、视频会议、语音、数据等业务，使用MPLSVPN进行网络部署，网络中存在CE、PE设备，需要分别对IP报文及MPLS标签进行标记分类，由于IP-Precedence与MPLSEXP标记均使用报文中的3位进行标记方便IP-Precedence到MPLSEXP的直接映射。10.7MSTP1.背景

以前的网络，PSTN、GSM是业务网络中占绝对统治地位，ISDN/DDN/X.25/FR/ATM等业务网的规模都很小，业务收入与PSTN/GSM没法比！流行口号“百万放号”，现在发3G牌照。IP网络刚刚兴起，被ATM压着，还不知道前途在哪里……。传送网，仅仅是给PSTN、GSM配套的基础网！

后来，PSTN、GSM在业务收入上还是占绝对统治地位，ISDN/DDN/X.25/FR/ATM被大家认定没有前途，规模发展缓慢。但是，IP、ATM就谁优谁劣经过一番争论后，IP人气非常旺，全网IP化的基调由此奠定。平衡被打破后，以太网从园区涌入电信网，IP圈地运动此起彼伏，催生了大量宽带网络公司，当时，大家对IP的钱途很有信心，但谁也不知道怎样钱途无量。IP打破了PSTN/GSM一网独揽天下1998年后，随着IP骨干网络的开通，LAN、ADSL等应用逐渐盛行，运营商终于看到IP的钱途；但是IP用户对网络带宽需求更高、更灵活，传统的SDH很难适应，IP选择了光纤直连。随着应用的开展，部分城域网/本地网由于距离长，IP自组网能力不足；大量采用IP自组网后，光纤资源告急……，表明：IP网离不开SDH。但是，原有的SDH没有相应的10M/FE/GE/POS接口，并且完全静态的带宽连接和备份方式难于被IP业务网认可，传输网面临严峻考验，必须有所改变才能适应IP网的飞速发展。传送网L2/L3L2/L3GSRFEFEGEGEGEGE2MSTP的基本概念

基于SDH，同时实现TDM业务、ATM业务、以太网业务等的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。具有标准SDH传送节点所具有的功能外，还具有以下主要功能特征：具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的接入功能；具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的传送功能；具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的点到点传送功能，保证业务的透明传送；具有ATM业务和以太网业务的带宽统计复用功能；具有ATM业务和以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。3.MSTP的产生

1999年，可以承载以太网、ATM业务的SDH传输新方案取名为MSTP（Multi-ServiceTransportPlatform）。可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器（DXC）、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP），进行统一控制和管理。

MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，应用于局间或POP间，也适合于大企事业用户驻地。而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司，更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。以SDH的主体架构为基础，不对SDH进行伤筋动骨的改造，通过接口适配方式，将以太网、POS、ATM业务接进来，根据业务需要选择性地做直接透传处理、以太网二层交换处理、ATM交换处理。使MSTP作为ATM/以太网数据业务的传送平台，并具备各种专线提供能力。最初设想第一台MSTP

2000年，业界第一台MSTP——Metro3000诞生。线路速率2.5G，可接入10M/FE、GE、ATM业务，支持SDH环网、以太环网、ATM环网。它的诞生标志着一个新时代的来临！2001年底，另一些厂家推出了自己的MSTP设备。到2002年4月，中国移动进行MSTP测试时，先后有18个厂家参与了MSTP测试。MSTP的关键保护原有的投资，支撑新业务发展对SDH进行扩充（插入新功能模块），即可平滑升级为MSTP，保护原有SDH投资。具备SDH的所有功能，根据业务发展需要增加各种新功能模块如L2、RPR、MPLS、ATM、DDN，即可支持各种宽带业务（传送、专线）。

MSTP与原有SDH网管统一，降低了网络运维成本。MSTP=SDH+新功能模块MAC帧中添加Q标记，支持VLAN

IEEE802.1Q（VirtualBridgedLocalAreaNetworks）在MAC帧中添加了4ByteQ标记定义VB，俗称VLAN。Q标记中12位为VLAN地址（4096个），3位为业务优先级（8种），1位为类型CFI，16位为Q标记类型TPID。MSTP中常用到VLAN地址、业务优先级，TPID、CFI相对固定。在MAC帧中相同位置连续加了两个相同的Q标记（2×4Byte），即QinQ，俗称VLAN嵌套。VLAN可区隔出4096个客户，VLAN嵌套扩展到4096×4096。VLAN嵌套也可用来实现VLAN空间重用。MAC帧引入VLAN后，通过VLAN标签区隔客户，实现虚拟网桥VB相对于ET-RING，内嵌RPR改善了公平共享和保护能力，适合宽带业务传送：

IEEE802.17MAC具有双向环形拓扑，两根光纤都能跑满业务；具有50ms环保护能力，可与SDHMSP环保护相比美；对低等级业务，能够实现环上的各个节点上环业务量加权公平。缺点：承载数据业务时应用能力不足

VLAN标记数量不足的问题未解决。只适用于环网拓扑结构。缺乏端到端标识业务，跟踪用户流量并保证业务