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1、生成树协议生成树协议STP及及PVST配置配置学习目标学习目标能够通过配置交换机的网桥优先级，来选择合适的根能够通过配置交换机的网桥优先级，来选择合适的根网桥，使网络的整体稳定性提高网桥，使网络的整体稳定性提高能够通过能够通过PVST(per vlan STP,这个是思科默认的这个是思科默认的)的配的配置实现交换网络的负载均衡置实现交换网络的负载均衡理解理解STP的工作原理的工作原理了解了解PVST与与CST的区别的区别掌握掌握PVST的配置命令的配置命令能够正确的配置上行速链路和速端口能够正确的配置上行速链路和速端口能够配置能够配置EthernetChannel交换机工作原理交换机工作原理根
2、据根据MAC地址表转发数据帧，如果地址未知，地址表转发数据帧，如果地址未知，则广播则广播ABaabbA查查MAC地址表，地址表，目的目的MAC地址在表地址在表中不存在中不存在A广播这个数据帧广播这个数据帧C广播风暴的产生广播风暴的产生当网络中存在物理环路，会产生广播风暴当网络中存在物理环路，会产生广播风暴AABBCA查查MAC地址表，目地址表，目标地址在表中不存在，标地址在表中不存在，A广播这个帧广播这个帧B与与C查查MAC地址表，地址表，未知目标地址，未知目标地址，B与与C广播该帧广播该帧形成双向广播环，形成双向广播环，广播永远不会停止，广播永远不会停止，产生广播风暴产生广播风暴广播风暴最终
3、广播风暴最终会导致网络资会导致网络资源耗尽，交换源耗尽，交换机死机！机死机！STP协议介绍协议介绍STP Spanning Tree Protocol（生成树协议）（生成树协议）逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信，当线路出现故障，断开的接口被激活，恢复通信，起备份线路的作用起备份线路的作用ABCSTP的算法的算法STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：将一个环形网络生成无环拓朴的步骤：选择根网桥（选择根网桥（Root Bridge）选择根端口（选择根端口（Root Ports）选择指定端口（选择指定端口（Designa
4、ted Ports）网桥是交换机的前身，由于网桥是交换机的前身，由于STP是在网桥基础上开发的，是在网桥基础上开发的，因此现在在交换机的网络中因此现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语仍然沿用网桥这一术语第一步：选择根网桥第一步：选择根网桥选择根网桥的依据选择根网桥的依据网桥网桥ID（BID）网桥网桥ID是唯一的，交换机之间选择是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换值最小的交换机作为网络中的根网桥机作为网络中的根网桥网桥优先级网桥优先级网桥的网桥的MAC地址地址2字节字节6字节字节取值范围：取值范围：0 65535缺省值：缺省值：32768选择根网桥的目的是为了给将选择根网桥的目的是为了
5、给将生成的树形结构确定一个树根生成的树形结构确定一个树根STP选择根网桥举例选择根网桥举例根据网桥根据网桥ID选择根网桥选择根网桥ABC优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：选择根端口下一步：选择根端口以本拓朴为例，以本拓朴为例，介绍介绍STP的计算的计算过程过程选择根端口的依据选择根端口的依据在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口为根
6、端口选择根端口的依据是：选择根端口的依据是：根路径成本最低根路径成本最低 直连的网桥直连的网桥ID最小最小端口端口ID最小最小根路径成本根路径成本根路径成本是网桥到根网桥的路径上所有链根路径成本是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和路的成本之和Root Bridge路径成本：路径成本：19路径成本：路径成本：100CBAPort 1C的的Port 1根路径成本根路径成本19100119路径成本路径成本路径成本根据链路带宽的高低规定路径成本根据链路带宽的高低规定链路带宽（Mb/s）路径成本10100166245391001915514622610004100002端口端口ID端口端口ID的组成
7、的组成端口优先级端口优先级端口编号端口编号8位位8位位取值范围：取值范围：0 255缺省值：缺省值：128100MSTP选择根端口举例选择根端口举例在非根桥上，在非根桥上， 选择一个根端口（选择一个根端口（RP）ABC优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b102Root Bridge下一步：选择指定端口下一步：选择指定端口100M100MRoot PortRoot Port在在B和和C上，到达上，到达A最近的端口是最近的
8、端口是B和和C的根端口的根端口选择指定端口的依据选择指定端口的依据在每个网段上，选择在每个网段上，选择1个指定端口个指定端口根桥上的端口全是指定端口根桥上的端口全是指定端口非根桥上的指定端口：非根桥上的指定端口：根路径成本最低根路径成本最低端口所在的网桥的端口所在的网桥的ID值较小值较小端口端口ID值较小值较小STP选择指定端口举例选择指定端口举例在每个网段选择在每个网段选择1个指定端口（个指定端口（DP）100MABC优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：32768MA
9、C地址：地址： 000d.2800.b102Root Bridge100M100MRoot Port这个端口既不是根端这个端口既不是根端口，也不是指定端口，口，也不是指定端口，STP将这个端口阻塞将这个端口阻塞（Block）在这个网段上，在这个网段上，B的的网桥网桥ID较小，所以较小，所以B上的端口为指定端口上的端口为指定端口DPDPDP根网桥上的端口根网桥上的端口都是指定端口都是指定端口STP计算结果计算结果经过经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴计算，最终的逻辑结构为无环拓朴100MABC优先级：优先级：32768MAC地址：地址： 000d.2800.b101优先级：优先级：3276
10、8MAC地址：地址： 000d.2800.b102100M优先级：优先级：4096MAC地址：地址： 000d.2800.b100备份线路备份线路STP举例举例DCABBID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100M100M100MRoot BridgeRPRPRPDPDPDPBlock经过经过STP计算后的逻辑拓朴计算后的逻辑拓朴DCABBID：32768000d.2800.b100BID：32768000d.2805.c100BID
11、：32768000d.2810.d100BID：32768000d.2811.e100100M100M100MRoot BridgeBPDU（桥协议数据单元）（桥协议数据单元）交换机之间使用交换机之间使用BPDU来交换来交换STP信息信息BPDUBridge Protocol Data Unit 桥协议数据单元桥协议数据单元使用组播发送使用组播发送BPDU，组播地址为：，组播地址为：01-80-c2-00-00-00BPDU分为分为2种类型：种类型：配置配置BPDU 用于生成树计算用于生成树计算拓朴变更通告（拓朴变更通告（TCN）BPDU 用于通告网络拓朴的用于通告网络拓朴的变化变化BPDU包
12、含的关键字段包含的关键字段字段字段字节字节作用作用协议协议ID2版本号版本号1报文类型报文类型1标识是配置标识是配置BPDU还是还是TCN BPDU标记域标记域1根网桥根网桥ID8用于通告根网桥的用于通告根网桥的ID根路径成本根路径成本4说明这个说明这个BPDU从根传输了多远从根传输了多远发送网桥发送网桥ID8发送这个发送这个BPDU网桥的网桥的ID端口端口ID2发送报文的端口的发送报文的端口的ID报文老化时间报文老化时间2计时器值，用于说明生成树用多长时间完称它的每计时器值，用于说明生成树用多长时间完称它的每项功能项功能最大老化时间最大老化时间2访问时间访问时间2转发延迟转发延迟2100MS
13、TP使用使用BPDU选择根网桥选择根网桥100MAC网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥网桥ID： 4096.000d.2800.b100字段值根网桥ID32768.000d.2800.b101根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxxB交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥中，根网桥ID字段填写自己的网桥字段填写自己的网桥ID100M100M100MSTP使用使用BPDU选择根网桥选择根网桥100MAC字段值根
14、网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxx当接收到其他交换机发出的当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥选择较小的添加到根网桥ID中中100MA字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxxB100M网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥网桥ID： 4096.000d.2800.b100当全网所有的交换机
15、接收到全部的当全网所有的交换机接收到全部的BPDU并作比较后，就可以选择出唯并作比较后，就可以选择出唯一的一个根网桥一的一个根网桥STP使用使用BPDU计算根路径成本计算根路径成本100M100M100MAC字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本0发送网桥ID 4096.000d.2800.b100端口IDxxxxAB根网桥发送根路径成本为根网桥发送根路径成本为0的的BPDU100MRoot Bridge网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥网桥ID： 4096.000d.2800.b100R
16、oot BridgeASTP使用使用BPDU计算根路径成本计算根路径成本其他交换机接收到根网桥的其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发添加接收接口的路径成本，然后转发100M100M100MAC字段值根网桥ID4096.000d.2800.b100根路径成本19发送网桥ID32768.000d.2800.b101端口IDxxxx100MB交换机保存接口的根路径成本到内存中交换机保存接口的根路径成本到内存中网桥网桥ID： 32768.000d.2800.b101网桥网桥ID：32768.000d.2800.b102网桥网桥ID： 40
17、96.000d.2800.b100生成树端口的状态生成树端口的状态状态用途转发（Forwarding）发送和接收用户数据学习（Learning）构建网桥表侦听（Listening）构建“活动”拓朴阻塞（Blocking）只接收BPDU交换机端口的监听状态VLAN与与STPVLAN3VLAN2VLAN2VLAN1VLAN1VLAN3标准的生成树协议（标准的生成树协议（CST）不考虑）不考虑VLAN经过经过STP计算，会有一条计算，会有一条链路被断开链路被断开配置网络中比较稳定的交换机为根网桥配置网络中比较稳定的交换机为根网桥利用利用PVST实现网络的负载分担实现网络的负载分担PVST在实际中的应
18、用在实际中的应用V1V10VLAN 1 5的的根网桥根网桥VLAN 610 的的根网桥根网桥V1V10V1V10VLAN 15的根端口的根端口VLAN 15数据的流向数据的流向VLAN 610的根端口的根端口VLAN 610数据的流向数据的流向接入交换机接入交换机PVST的配置命令的配置命令启用生成树启用生成树Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list 设置根网桥设置根网桥Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary修改网桥的优先级修改网桥的优先级Switch
19、(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority设置为根网桥后，设置为根网桥后，优先级变成优先级变成24576优先级的值为优先级的值为4096的倍数的倍数PVST的配置命令的配置命令修改端口成本修改端口成本Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost修改端口优先级修改端口优先级Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority配置上行速链路配置上行速链路Switch
20、(config)#spanning-tree uplinkfast配置端口速链路配置端口速链路Switch(config-if)#spanning-tree portfastPVST配置的查看配置的查看查看生成树的配置查看生成树的配置Switch#show spanning-tree查看某个查看某个VLAN的生成树详细信息的生成树详细信息Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detailPVST配置实例配置实例CABDPort 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2
21、232768.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140缺省情况下的缺省情况下的STPRoot Bridge希望的配置结果希望的配置结果Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 1- 2的根网桥的根网桥Vlan 3- 4的根网桥的根网桥PVST配置实例配置实例配置配置SwA为为VLAN 1和和2的根网桥的根网桥SwA(config)#spanning-tree vlan 1 root primarySwA(config)#spanning-tree vlan 2 root primar
22、y配置配置SwB在在VLAN 3和和4中优先级为中优先级为4096SwB(config)#spanning-tree vlan 3 priority 4096SwB(config)#spanning-tree vlan 4 priority 4096PVST配置实例配置实例查看配置结果查看配置结果SwB# show spanning-treeVLAN0002 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 24578 Address 000d.28bf.4b40 Cost 19 Port 24 (FastEthernet0/24) He
23、llo Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 0013.6007.6a00 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn BLK 19 128.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23
24、P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p 根网桥的信息根网桥的信息自己的信息自己的信息本地接口的信息本地接口的信息VLAN 2的根网的根网桥为桥为SwA，优先，优先级为级为24576VLAN ID端口端口22和和23阻塞，阻塞，24为根端口为根端口PVST配置实例配置实例CDPort 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2224576.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.114
25、0VLAN 1-2的逻辑拓朴的逻辑拓朴Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 1- 2的根网桥的根网桥BAPVST配置实例配置实例查看配置结果（查看配置结果（VLAN 3 4)SwA#show spanning-tree VLAN 3 VLAN0003 Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 4099 Address 0013.6007.6a00 Cost 19 Port 24 (FastEthernet0/24) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec B
26、ridge ID Priority 32771 (priority 32768 sys-id-ext 3) Address 000d.28bf.4b40 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/22 Altn BLK 19 128.22 P2p Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2p Fa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p PVST配置实例配置实例CDPort
27、 24Port 24Port 23Port 23Port 22Port 23Port 23Port 22Port 22Port 2232768.000d.28bf.4b404096.0013.6007.6a0032768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140VLAN 3-4的逻辑拓朴的逻辑拓朴Vlan 1- 4Vlan 1- 4Vlan 3- 4的根网桥的根网桥BAPVST配置实例配置实例配置交换机配置交换机C上连接主机的端口为速端口上连接主机的端口为速端口SwC(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 20SwC(
28、config-if-range)#spanning-tree portfast%Warning: portfast should only be enabled on ports connected to a single host. Connecting hubs, concentrators, switches, bridges, etc. to this interface when portfast is enabled, can cause temporary bridging loops. Use with CAUTION%Portfast will be configured in 20 interfaces due to the range command but will only have effect when the interfaces are in a non-trunking mode.PVST配置实例配置实例在交换机在交换机C上配置上行速链路上配置上行速链路SwC(config)#spanning-tree uplinkfast
