生成樹協(xié)議STP及PVST配置

1、生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議stp及及 pvst配置配置 學習目標學習目標 能夠通過配置交換機的網(wǎng)橋優(yōu)先級，來選擇合適的根能夠通過配置交換機的網(wǎng)橋優(yōu)先級，來選擇合適的根 網(wǎng)橋，使網(wǎng)絡的整體穩(wěn)定性提高網(wǎng)橋，使網(wǎng)絡的整體穩(wěn)定性提高 能夠通過能夠通過pvst(per vlan stp,這個是思科默認的這個是思科默認的)的配的配 置實現(xiàn)交換網(wǎng)絡的負載均衡置實現(xiàn)交換網(wǎng)絡的負載均衡 理解理解stp的工作原理的工作原理 了解了解pvst與與cst的區(qū)別的區(qū)別 掌握掌握pvst的配置命令的配置命令 能夠正確的配置上行速鏈路和速端口能夠正確的配置上行速鏈路和速端口 能夠配置能夠配置ethernetchannel 交換機

2、工作原理交換機工作原理 根據(jù)根據(jù)mac地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，如果地址未知，地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，如果地址未知， 則廣播則廣播 ab aa bb a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廣播這個數(shù)據(jù)幀廣播這個數(shù)據(jù)幀 c 廣播風暴的產(chǎn)生廣播風暴的產(chǎn)生 當網(wǎng)絡中存在物理環(huán)路，會產(chǎn)生廣播風暴當網(wǎng)絡中存在物理環(huán)路，會產(chǎn)生廣播風暴 a a b b c a查查mac地址表，目地址表，目 標地址在表中不存在，標地址在表中不存在， a廣播這個幀廣播這個幀 b與與c查查mac地址表，地址表， 未知目標地址，未知目標地址，b與與c 廣播該幀廣播該幀 形成雙向廣播環(huán)，形成雙向廣播環(huán)，

3、廣播永遠不會停止，廣播永遠不會停止， 產(chǎn)生廣播風暴產(chǎn)生廣播風暴 廣播風暴最終廣播風暴最終 會導致網(wǎng)絡資會導致網(wǎng)絡資 源耗盡，交換源耗盡，交換 機死機！機死機！ stp協(xié)議介紹協(xié)議介紹 stp spanning tree protocol（生成樹協(xié)議）（生成樹協(xié)議） 邏輯上斷開環(huán)路，防止廣播風暴的產(chǎn)生邏輯上斷開環(huán)路，防止廣播風暴的產(chǎn)生 當線路出現(xiàn)故障，斷開的接口被激活，恢復通信，當線路出現(xiàn)故障，斷開的接口被激活，恢復通信， 起備份線路的作用起備份線路的作用 ab c stp的算法的算法 stp將一個環(huán)形網(wǎng)絡生成無環(huán)拓樸的步驟：將一個環(huán)形網(wǎng)絡生成無環(huán)拓樸的步驟： 選擇根網(wǎng)橋（選擇根網(wǎng)橋（root

4、bridge） 選擇根端口（選擇根端口（root ports） 選擇指定端口（選擇指定端口（designated ports） 網(wǎng)橋是交換機的前身，由于網(wǎng)橋是交換機的前身，由于 stp是在網(wǎng)橋基礎上開發(fā)的，是在網(wǎng)橋基礎上開發(fā)的， 因此現(xiàn)在在交換機的網(wǎng)絡中因此現(xiàn)在在交換機的網(wǎng)絡中 仍然沿用網(wǎng)橋這一術語仍然沿用網(wǎng)橋這一術語 第一步：選擇根網(wǎng)橋第一步：選擇根網(wǎng)橋 選擇根網(wǎng)橋的依據(jù)選擇根網(wǎng)橋的依據(jù) 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id（bid） 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id是唯一的，交換機之間選擇是唯一的，交換機之間選擇bid值最小的交換值最小的交換 機作為網(wǎng)絡中的根網(wǎng)橋機作為網(wǎng)絡中的根網(wǎng)橋 網(wǎng)橋優(yōu)先級網(wǎng)橋優(yōu)先級網(wǎng)橋的網(wǎng)橋的mac地址地址

5、2字節(jié)字節(jié)6字節(jié)字節(jié) 取值范圍：取值范圍：0 65535 缺省值：缺省值：32768 選擇根網(wǎng)橋的目的是為了給將選擇根網(wǎng)橋的目的是為了給將 生成的樹形結構確定一個樹根生成的樹形結構確定一個樹根 stp選擇根網(wǎng)橋舉例選擇根網(wǎng)橋舉例 根據(jù)網(wǎng)橋根據(jù)網(wǎng)橋id選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋 a b c 優(yōu)先級：優(yōu)先級：4096 mac地址：地址： 000d.2800.b100 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b101 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b102 root bridge 下一步：選擇根端口下一步：選擇根端口 以本拓樸為例，以本拓樸

6、為例， 介紹介紹stp的計算的計算 過程過程 選擇根端口的依據(jù)選擇根端口的依據(jù) 在非根網(wǎng)橋上選擇一個到根網(wǎng)橋最近的端口作在非根網(wǎng)橋上選擇一個到根網(wǎng)橋最近的端口作 為根端口為根端口 選擇根端口的依據(jù)是：選擇根端口的依據(jù)是： 根路徑成本最低根路徑成本最低 直連的網(wǎng)橋直連的網(wǎng)橋id最小最小 端口端口id最小最小 根路徑成本根路徑成本 根路徑成本是網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑上所有鏈根路徑成本是網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的路徑上所有鏈 路的成本之和路的成本之和 root bridge 路徑成本：路徑成本：19路徑成本：路徑成本：100 cba port 1 c的的port 1根路徑成本根路徑成本19100119 路徑成本路徑

7、成本 路徑成本根據(jù)鏈路帶寬的高低規(guī)定路徑成本根據(jù)鏈路帶寬的高低規(guī)定 鏈路帶寬（mb/s）路徑成本 10100 1662 4539 10019 15514 6226 10004 100002 端口端口id 端口端口id的組成的組成 端口優(yōu)先級端口優(yōu)先級端口編號端口編號 8位位8位位 取值范圍：取值范圍：0 255 缺省值：缺省值：128 100m stp選擇根端口舉例選擇根端口舉例 在非根橋上，在非根橋上， 選擇一個根端口（選擇一個根端口（rp） a b c 優(yōu)先級：優(yōu)先級：4096 mac地址：地址： 000d.2800.b100 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.28

8、00.b101 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b102 root bridge 下一步：選擇指定端口下一步：選擇指定端口 100m 100m root port root port 在在b和和c上，到達上，到達 a最近的端口是最近的端口是b 和和c的根端口的根端口 選擇指定端口的依據(jù)選擇指定端口的依據(jù) 在每個網(wǎng)段上，選擇在每個網(wǎng)段上，選擇1個指定端口個指定端口 根橋上的端口全是指定端口根橋上的端口全是指定端口 非根橋上的指定端口：非根橋上的指定端口： 根路徑成本最低根路徑成本最低 端口所在的網(wǎng)橋的端口所在的網(wǎng)橋的id值較小值較小 端口端口id值較小值較小

9、stp選擇指定端口舉例選擇指定端口舉例 在每個網(wǎng)段選擇在每個網(wǎng)段選擇1個指定端口（個指定端口（dp） 100m a b c 優(yōu)先級：優(yōu)先級：4096 mac地址：地址： 000d.2800.b100 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b101 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b102 root bridge 100m 100m root port 這個端口既不是根端這個端口既不是根端 口，也不是指定端口，口，也不是指定端口， stp將這個端口阻塞將這個端口阻塞 （block） 在這個網(wǎng)段上，在這個網(wǎng)段上，b的的 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id

10、較小，所以較小，所以b 上的端口為指定端口上的端口為指定端口 dpdp dp 根網(wǎng)橋上的端口根網(wǎng)橋上的端口 都是指定端口都是指定端口 stp計算結果計算結果 經(jīng)過經(jīng)過stp計算，最終的邏輯結構為無環(huán)拓樸計算，最終的邏輯結構為無環(huán)拓樸 100m a b c 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b101 優(yōu)先級：優(yōu)先級：32768 mac地址：地址： 000d.2800.b102 100m 優(yōu)先級：優(yōu)先級：4096 mac地址：地址： 000d.2800.b100 備份線路備份線路 stp舉例舉例 dc ab bid：32768 000d.2800.b100 bid

11、：32768 000d.2805.c100 bid：32768 000d.2810.d100 bid：32768 000d.2811.e100 100m 100m 100m 100m 100m root bridge rp rp rp dp dp dp block 經(jīng)過經(jīng)過stp計算后的邏輯拓樸計算后的邏輯拓樸 dc ab bid：32768 000d.2800.b100 bid：32768 000d.2805.c100 bid：32768 000d.2810.d100 bid：32768 000d.2811.e100 100m 100m 100m root bridge bpdu（橋協(xié)議數(shù)據(jù)

12、單元）（橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元） 交換機之間使用交換機之間使用bpdu來交換來交換stp信息信息 bpdu bridge protocol data unit 橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元 使用組播發(fā)送使用組播發(fā)送bpdu，組播地址為：，組播地址為： 01-80-c2-00-00-00 bpdu分為分為2種類型：種類型： 配置配置bpdu 用于生成樹計算用于生成樹計算 拓樸變更通告（拓樸變更通告（tcn）bpdu 用于通告網(wǎng)絡拓樸用于通告網(wǎng)絡拓樸 的變化的變化 bpdu包含的關鍵字段包含的關鍵字段 字段字段字節(jié)字節(jié)作用作用 協(xié)議協(xié)議id2 版本號版本號1 報文類型報文類型1標識是配置標識是配置bpdu

13、還是還是tcn bpdu 標記域標記域1 根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋id8用于通告根網(wǎng)橋的用于通告根網(wǎng)橋的id 根路徑成本根路徑成本4說明這個說明這個bpdu從根傳輸了多遠從根傳輸了多遠 發(fā)送網(wǎng)橋發(fā)送網(wǎng)橋id8發(fā)送這個發(fā)送這個bpdu網(wǎng)橋的網(wǎng)橋的id 端口端口id2發(fā)送報文的端口的發(fā)送報文的端口的id 報文老化時間報文老化時間2 計時器值，用于說明生成樹用多長時間完稱它的計時器值，用于說明生成樹用多長時間完稱它的 每項功能每項功能 最大老化時間最大老化時間2 訪問時間訪問時間2 轉(zhuǎn)發(fā)延遲轉(zhuǎn)發(fā)延遲2 100m stp使用使用bpdu選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋 100m a c 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.

14、2800.b101 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b102 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 4096.000d.2800.b100 字段值 根網(wǎng)橋id32768.000d.2800.b101 根路徑成本0 發(fā)送網(wǎng)橋id32768.000d.2800.b101 端口idxxxx b 交換機啟動時，假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的交換機啟動時，假定自己是根網(wǎng)橋，在向外發(fā)送的 bpdu中，根網(wǎng)橋中，根網(wǎng)橋id字段填寫自己的網(wǎng)橋字段填寫自己的網(wǎng)橋id 100m 100m100m stp使用使用bpdu選擇根網(wǎng)橋選擇根網(wǎng)橋 100m a c 字段值 根網(wǎng)橋id4096.000d.2800.b100 根路

15、徑成本0 發(fā)送網(wǎng)橋id 4096.000d.2800.b100 端口idxxxx 當接收到其他交換機發(fā)出的當接收到其他交換機發(fā)出的bpdu后，比較網(wǎng)橋后，比較網(wǎng)橋id， 選擇較小的添加到根網(wǎng)橋選擇較小的添加到根網(wǎng)橋id中中 100m a 字段值 根網(wǎng)橋id4096.000d.2800.b100 根路徑成本0 發(fā)送網(wǎng)橋id32768.000d.2800.b101 端口idxxxx b 100m 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b101 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b102 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 4096.000d.2800.b100 當全網(wǎng)所有的交換機接收到全部的當

16、全網(wǎng)所有的交換機接收到全部的 bpdu并作比較后，就可以選擇出唯并作比較后，就可以選擇出唯 一的一個根網(wǎng)橋一的一個根網(wǎng)橋 stp使用使用bpdu計算根路徑成本計算根路徑成本 100m100m 100m a c 字段值 根網(wǎng)橋id4096.000d.2800.b100 根路徑成本0 發(fā)送網(wǎng)橋id 4096.000d.2800.b100 端口idxxxx a b 根網(wǎng)橋發(fā)送根路徑成本為根網(wǎng)橋發(fā)送根路徑成本為0的的bpdu 100m root bridge 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b101 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b102 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 4096.0

17、00d.2800.b100 root bridgea stp使用使用bpdu計算根路徑成本計算根路徑成本 其他交換機接收到根網(wǎng)橋的其他交換機接收到根網(wǎng)橋的bpdu后，在根路徑成本后，在根路徑成本 上添加接收接口的路徑成本，然后轉(zhuǎn)發(fā)上添加接收接口的路徑成本，然后轉(zhuǎn)發(fā) 100m100m 100m a c 字段值 根網(wǎng)橋id4096.000d.2800.b100 根路徑成本19 發(fā)送網(wǎng)橋id32768.000d.2800.b101 端口idxxxx 100m b 交換機保存接口的根路徑成本到內(nèi)存中交換機保存接口的根路徑成本到內(nèi)存中 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 32768.000d.2800.b101 網(wǎng)橋網(wǎng)橋i

18、d： 32768.000d.2800.b102 網(wǎng)橋網(wǎng)橋id： 4096.000d.2800.b100 生成樹端口的狀態(tài)生成樹端口的狀態(tài) 狀態(tài)用途 轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding）發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù) 學習（learning）構建網(wǎng)橋表 偵聽（listening）構建“活動”拓樸 阻塞（blocking）只接收bpdu 交換機端口的監(jiān)聽狀態(tài) vlan與與stp vlan3vlan2vlan2vlan1 vlan1vlan3 標準的生成樹協(xié)議（標準的生成樹協(xié)議（cst）不考慮）不考慮vlan 經(jīng)過經(jīng)過stp計算，會有一條計算，會有一條 鏈路被斷開鏈路被斷開 配置網(wǎng)絡中比較穩(wěn)定的交換機為根網(wǎng)橋配置網(wǎng)絡中

19、比較穩(wěn)定的交換機為根網(wǎng)橋 利用利用pvst實現(xiàn)網(wǎng)絡的負載分擔實現(xiàn)網(wǎng)絡的負載分擔 pvst在實際中的應用在實際中的應用 v1v10 vlan 1 5的的 根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋 vlan 610 的的 根網(wǎng)橋根網(wǎng)橋 v1v10v1v10 vlan 15 的根端口的根端口 vlan 15 數(shù)據(jù)的流向數(shù)據(jù)的流向 vlan 610 的根端口的根端口 vlan 610 數(shù)據(jù)的流向數(shù)據(jù)的流向 接入交換機接入交換機 pvst的配置命令的配置命令 啟用生成樹啟用生成樹 switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list 設置根網(wǎng)橋設置根網(wǎng)橋 switch(config)#spanni

20、ng-tree vlan vlan-list root primary | secondary 修改網(wǎng)橋的優(yōu)先級修改網(wǎng)橋的優(yōu)先級 switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority bridge- priority 設置為根網(wǎng)橋后，設置為根網(wǎng)橋后， 優(yōu)先級變成優(yōu)先級變成24576 優(yōu)先級的值為優(yōu)先級的值為4096 的倍數(shù)的倍數(shù) 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 修改端口優(yōu)先級修改端口優(yōu)先級 switch(c

21、onfig-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority 配置上行速鏈路配置上行速鏈路 switch(config)#spanning-tree uplinkfast 配置端口速鏈路配置端口速鏈路 switch(config-if)#spanning-tree portfast pvst配置的查看配置的查看 查看生成樹的配置查看生成樹的配置 switch#show spanning-tree 查看某個查看某個vlan的生成樹詳細信息的生成樹詳細信息 switch#show spanning-tree vlan vlan-id d

22、etail pvst配置實例配置實例 c ab d port 24port 24 port 23 port 23 port 22 port 23 port 23 port 22 port 22 port 22 32768.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a00 32768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140 缺省情況下的缺省情況下的stp root bridge 希望的配置結果希望的配置結果 vlan 1- 4vlan 1- 4 vlan 1- 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋vlan 3- 4的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋 pvst配置實例配置實例 配置配

23、置swa為為vlan 1和和2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋 swa(config)#spanning-tree vlan 1 root primary swa(config)#spanning-tree vlan 2 root primary 配置配置swb在在vlan 3和和4中優(yōu)先級為中優(yōu)先級為4096 swb(config)#spanning-tree vlan 3 priority 4096 swb(config)#spanning-tree vlan 4 priority 4096 pvst配置實例配置實例 查看配置結果查看配置結果 swb# show spanning-tree vlan000

24、2 spanning tree enabled protocol ieee root id priority 24578 address 000d.28bf.4b40 cost 19 port 24 (fastethernet0/24) hello 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 s

25、ec aging time 300 interface 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 根網(wǎng)橋的信息根網(wǎng)橋的信息 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的根網(wǎng)橋為的根網(wǎng)橋為swa， 優(yōu)先級為優(yōu)先級為24576vlan id 端口端口22和和23阻塞，阻塞，24為根端為根端 口口 pvst配置實例配置實例 cd port 24port 24 po

26、rt 23 port 23 port 22 port 23 port 23 port 22 port 22 port 22 24576.000d.28bf.4b4032768.0013.6007.6a00 32768.000d.2861.b10032768.000d.28bf.1140 vlan 1-2的邏輯拓樸的邏輯拓樸 vlan 1- 4vlan 1- 4 vlan 1- 2的根網(wǎng)橋的根網(wǎng)橋 ba pvst配置實例配置實例 查看配置結果（查看配置結果（vlan 3 4) swa#show spanning-tree vlan 3 vlan0003 spanning tree enabled

27、 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 bridge 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 300 interface role sts cost prio.nbr type - - - - - - fa0/22 altn bl