PVST每VLAN生成树协议
PVST
PVST充分利用带宽，个VLAN 对应一个生成树SW1(vlan)#vlan 2SW1#vlan dataSW1(config)#int fa0/1SW1(config-if)#switch mode trunkSW1(config)#int fa0/2SW1(config-if)#switch mode trunkSW1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096 配置成VLAN 1为根桥SW1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096 配置VLAN 2为根桥使得S1中的F0/1 F0/2端口处于指定端口状态就是转发状态=========================================================== SW2#vlan dataSW2(vlan)#vlan 2SW2(config)#int fa0/1SW2(config-if)#switch mode trunkSW2(config)#int fa0/2SW2(config-if)#switch mode trunk==================================================核心部分每个非跟网桥只能有一个跟端口（转发状态）另外一个端口为非指定端口（阻塞状态避免环路）原则：跟端口COST 值越小就是跟端口。
100Mbps 默认值是19 所以在VLAN 1更改一个端口的CONT 使得小于另外一个端口COST值成为跟端口转发则另外一个端口阻塞了这样有点浪费。
在VLAN 2做相反操作。
则2个端口都是转发状态SW2(config)#int f0/1SW2(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost 10 修改VLAN1的COST 为10 成为VLAN 1跟端口SW2(config-if)#spanning-tree vlan 2 cost 20 修改COST 为20 成为VLAN 2的非指定端口SW2(config)#int f0/2SW2(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost 20 修改VLAN1的COST 为20成为VLAN 1的非指定端口SW2(config-if)#spanning-tree vlan 2 cost 10 修改COST 为20 成为VLAN 2的跟端口SW2#sh spanning-tree bri 查看端口状态==================================================================== VLAN1Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 4096Address cc00.02f8.0000Cost 10Port 2 (FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32768Address cc00.08b0.0000Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 300Interface DesignatedName Port ID Prio Cost Sts Cost Bridge ID Port ID-------------------- ------- ---- ----- --- ----- -------------------- -------FastEthernet0/1 128.2 128 10 FWD 0 4096 cc00.02f8.0000 128.2 FastEthernet0/2 128.3 128 20 BLK 0 4096 cc00.02f8.0000 128.3在VLAN 1中fa0/1是处于转发状态的。
pvst协议
pvst协议PVST协议。
PVST（Per-VLAN Spanning Tree）协议是思科公司开发的一种用于交换机网络中的VLAN间的环路防御协议。
它基于STP（Spanning Tree Protocol）协议的基础上，为每个VLAN创建一个独立的生成树，从而实现了对不同VLAN之间的环路进行隔离，提高了网络的可靠性和稳定性。
PVST协议的工作原理是通过在交换机网络中为每个VLAN维护一个独立的生成树，每个生成树都有自己的根桥和端口状态。
这样一来，即使在一个VLAN中发生了链路故障，也不会影响其他VLAN的正常通信，从而提高了网络的容错能力。
在PVST协议中，每个交换机都会发送BPDU（Bridge Protocol Data Unit）消息来交换生成树信息，以便计算出每个VLAN的最佳路径。
同时，每个交换机都会根据接收到的BPDU消息来选择最佳的根桥和端口状态，从而构建出每个VLAN的生成树。
这样一来，即使网络中存在多个VLAN，也能够保证每个VLAN都有自己的最佳路径，提高了网络的负载均衡能力。
PVST协议的优点之一是可以充分利用交换机网络中的带宽资源。
由于每个VLAN都有自己的生成树，因此可以同时利用多条链路进行通信，从而提高了网络的传输效率。
另外，PVST协议还可以有效地防止VLAN间的广播风暴，提高了网络的安全性。
在实际应用中，PVST协议通常会与其他协议结合使用，以实现更加灵活和可靠的网络环境。
例如，可以结合PVST协议和RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）协议来实现快速收敛，加快网络故障的恢复时间；也可以结合PVST协议和VTP （VLAN Trunking Protocol）协议来实现对VLAN的动态管理，简化了网络的配置和维护工作。
总的来说，PVST协议作为一种用于交换机网络中的VLAN间环路防御的协议，具有较高的可靠性、稳定性和灵活性。
它能够有效地隔离不同VLAN之间的环路，提高了网络的容错能力和传输效率，是企业网络中常用的一种重要协议。
PVST+(每个VLAN 的生成树PVST 加)
PVST+(每个VLAN 的生成树PVST 加)实验拓扑：分别在SW1 和SW2 上show spanning-tree 查看结果：SW1#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 0008.20ff.6400This bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 0008.20ff.6400Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 15Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/23 Desg FWD 19 128.23 P2pFa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2pSW2#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 0008.20ff.6400Cost 19Port 23 (FastEthernet0/23)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 000d.bce7.5940Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 300Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/23 Root FWD 19 128.23 P2pFa0/24 Altn BLK 19 128.24 P2p注：以上拓扑中经过选举最终SW1 为根网桥，SW2 的F0/24 为blocking 端口，也是就线路2 成为了备份链路。
二层交换机生成树协议
二层交换机生成树协议
二层交换机生成树协议是一种用于生成和维护网络中的生成树的协议。
生成树是网络中的一种拓扑结构，能够避免发生环路，并确保只有一条最短路径连接每两个交换机。
常见的二层交换机生成树协议包括以下几种：
1. Spanning Tree Protocol (STP): 最常见的生成树协议，定义了
交换机之间进行协商和选择根交换机的方法。
STP通过计算每条路径的代价，并选择一条最佳路径作为生成树的主干。
2. Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP): RSTP是STP的改进版本，能够更快地收敛生成树，并支持快速链接恢复。
RSTP通
过改进BPDU（Bridge Protocol Data Units）的处理方式，实现
更高效的生成树计算和更新。
3. Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP): MSTP是一种支持
多个VLAN的生成树协议。
它将交换机划分为多个区域，每
个区域拥有自己的生成树组，从而能够提高网络的容错性和性能。
这些生成树协议通过在交换机之间交换特定的控制帧（如BPDU）来计算生成树，并根据生成树的计算结果转发数据帧。
生成树协议的主要目标是避免环路，确保网络中只有唯一的一条最短路径连接相邻的交换机，从而提高网络的可靠性和性能。
生成树协议详解
⽣成树协议详解⽣成树协议详解⽣成树协议是由Sun微系统公司著名⼯程师拉迪亚?珀尔曼博⼠(Radia Perlman)发明的。
⽹桥使⽤珀尔曼博⼠发明的这种⽅法能够达到2层路由的理想境界:冗余和⽆环路运⾏。
你可以把⽣成树协议设想为⼀个各⽹桥设备记在⼼⾥的⽤于进⾏优化和容错发送数据的过程的树型结构。
我们要介绍的这个问题在图1中进⾏了描述。
图1.如果这些交换机不采⽤⽣成树协议并且以这种⽅式连接，每⼀台交换机将⽆限地复制它们收到的第⼀个数据包，直到内存耗尽和系统崩溃为⽌。
在2层，没有任何东西能够阻⽌这种环路的事情发⽣。
在图1中，管理员必须要⼿⼯关闭这个红⾊连接线路才能让这个以太⽹⽹络运⾏。
⽣成树协议在当前可⽤连接有效时关闭⼀个或者更多其它冗余连接，⽽在当前连接出现故障后，再启⽤这些被关闭的冗余连接。
⽣成树协议决定使⽤哪⼀个连接完全取决于⽹络的拓扑结构。
⽣成树协议拓扑结构的思路是，⽹桥能够⾃动发现⼀个没有环路的拓扑结构的⼦⽹，也就是⼀个⽣成树。
⽣成树协议还能够确定有⾜够的连接通向这个⽹络的每⼀个部分。
它将建⽴整个局域⽹的⽣成树。
当⾸次连接⽹桥或者发⽣拓扑结构变化时，⽹桥都将进⾏⽣成树拓扑的重新计算。
当⼀个⽹桥收到某种类型的“设置信息”(⼀种特殊类型的桥接协议数据单元，BPDU)时，⽹桥就开始从头实施⽣成树算法。
这种算法从根⽹桥的选择开始的。
根⽹桥(root bridge)是整个拓扑结构的核⼼，所有的数据实际上都要通过根⽹桥。
顺便提⽰⼀下，有⼿⼯设置根⽹桥时要特别注意。
对于思科设备来⾔其根⽹桥的选择过程暴露出⼀些问题，就是过分简单化。
思科硬件通常使⽤最低的MAC地址，具备这些地址的设备通常是⽹络中最古⽼的设备，因⽽其交换速度常是最慢的，⽽从根⽹桥在⽹络中的位置看，它负荷却最重。
⽣成树构建的下⼀步是让每⼀个⽹桥决定通向根桥的最短路径，这样，各⽹桥就可以知道如何到达这个“中⼼”。
这⼀步会在每个局域⽹进⾏，它选择指定的⽹桥，或者与根桥最接近的⽹桥。
生成树协议
1.1 生成树相关协议
2.快速生成树协议 快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP）由IEEE 802.1w标 准定义，是STP的扩展。 RSTP的特点如下： （1）为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口和备份端口两种角色， 在根端口或指定端口失效的情况下，替换端口或备份端口会无延时地进入转发状态， 而无须等待两倍的Forward Delay（转发延时）时间。 （2）在只连接了两个交换端口的点对点链路中，指定端口只需要与下游网桥进 行一次信息交换，即可无延时地进入转发状态。如果是连接了3个以上网桥的共享 链路，下游网桥不会响应上游指定端口发出的握手请求，只能等待两倍Forward Delay时间进入转发状态。 （3）将直接与终端相连而不是与其他网桥相连的端口定义为边缘端口，边缘端 口可以直接进入转发状态，不需要任何延时。由于网桥无法知道端口是否直接与终 端相连，所以需要人工配置。 RSTP的缺点如下： （1）由于整个交换网络只有一棵生成树，在网络规模比较大时会导致较长的收 敛时间，拓扑结构改变对网络造成的影响也较大。 （2）在网络结构不对称时，单生成树会影响网络的连通性。 （3）链路被阻塞后将不承载任何流量，造成了带宽的极大浪费，这在环型城域 网中比较明显。
1.1 生成树相关协议
3.PVST/PVST+ PVST（Per-VLAN Spanning Tree）是基于VLAN的生成树协议，它将为每个 VLAN建立一个独立的生成树实例，能够保证每一个VLAN都不存在环路。 PVST的优点如下： （1）它使生成树拓扑结构的总体规模减小。 （2）改进了生成树的扩展性，并减少了收敛时间。 （3）提供更快的收敛恢复能力和更高的可靠性。 PVST的缺点如下： （1）由于每个VLAN都需要生成一棵树，PVST的通信量将正比于Trunk的 VLAN个数。 （2）在VLAN个数比较多时，维护多棵生成树的计算量和资源占用量将急剧增 长。特别是当Trunk封装的端口状态发生变化时，所有生成树的状态都要重新计算， CPU将不堪重负。 PVST＋（Per-VLAN Spanning Tree Plus）是Cisco提出的，可以与IEEE 802.1q公共生成树互操作。通过ISL中继，PVST＋与现存的Cisco交换机PVST协议 兼容，同时，PVST＋通过IEEE 802.1q中继与CST连接并进行互操作。如果PVST区 域和CST区域之间要互操作，则一定要通过PVST＋区域。 由于协议的私有性，PVST/PVST＋不能像STP/RSTP一样得到广泛的支持，不 同厂家的设备不能在这种模式下直接互通，只能通过一些变通的方式实现相互通信。
PVST的配置详解
配置PVST在实际的网络环境中，物理环路可以提高网络的可靠性，当一条线路断掉的时候，另外一条链路仍然可以传输数据，但是，在交换的网络中，当交换机接受到一个未知目的地的数据帧时，交换机的操作是将这个数据帧广播出去，这样，在物理环路的交换网络中，就会产生一个双向的广播环，甚至产生广播风暴，导致交换机死机STP(Spanning Tree Protoc ol生成树协议)就是用来解决这个环路上的广播风暴的，STP协议在逻辑上断开网络的环路，防止广播风暴的产生，而一但正在使用的线路出现故障，被逻辑上断开的线路又被连通，继续传输数据生成树协议运行生成树算法（STA），生成树算法很复杂，但大体可以分为以下三个步骤：(1) 选择根网桥(root bridge)选择根网桥的依据是网桥ID，网桥ID是一个8字节的字段网桥优先级是用于衡量网桥在生成树算法中优先级的十进制数，取值范围为0---65535，默认为32768，一般的配置都是4096的倍数，网桥ID中的MAC地址是交换机的MAC地址之一，当使用密令show mac-address-table查看交换机的MAC地址表的时候，显示在最前面的MAC地址是STP计算用的交换机的MAC地址。
按照生成树算法中的定义，当比较某个STP参数的两个取值时，值小的优先级高，因此，选择根网桥的时候，比较的方法是看那台交换机的网桥ID的值最小，优先级小的被选择为根网桥，在优先级相同的情况下，MAC地址小的为根网桥(2) 选择根端口(root ports)选出了根网桥后，网络中的每台交换机必须和根网桥建立某种关联，因此，STP将进行选择根端口的过程，跟端口存在于非根网桥上，每个非根网桥上选择一个根端口。
选择根端口的依据一次是：到根网桥最低的根路径成本：根路径成本是两个网桥间的路径上所有链路的成本之和，也就是某个网桥到达根网桥的中间所有链路的路径成本和，路经成本用来代表一条链路带宽的高低，一条链路的带宽越大，他传输数据的成本也就越低直连的网桥ID最小前面有介绍端口ID最小：端口ID是一个2字节的STP参数，有一个字节的端口优先级和一个字节的端口编号组成，端口优先级是一个可配置的STP参数，在基于IOS的交换机上，端口优先级的十进制取值范围是0——255，默认值是128，端口编号是Catalyst用于列举各个端口的数字标识符，在基于IOS的交换机上，可以支持256个端口，断口编号不是端口号，但是端口号低的端口，端口编号也较小在STP选择根端口的时候，首先比较交换机端口的根路径成本，跟路径成本低的为根端口，当根路径成本相同时，比较连接的交换机的网桥ID值，选择网桥ID值小的作为根端口，当网桥ID相同的时候，比较端口ID值，选择较小的作为根端口。
网络工程实验：Cisco-stp生成树协议实例
Cisco stp生成树协议1.实验目的1)PVSTP勺作用。
2)PVSTPM理及配置。
2.实验设备两台3560,两台2960,两台PC3.实验拓扑如图1,实验原理如图24.实验步骤1) Pvstp 配置⑴3560交换机S1S1#conf tS1(config)#vlan 2S1(config-vlan)#exS1(config)#ip routingS1(config)#int vlan 2S1(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0S1(config-if)#no shS1(config)#int range f0/23-24S1(config-if-range)#channel-group 1 mode on (是手动开启channel )S1(config)#int range f0/1-2S1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1qS1(config-if-range)#switchport mode trunkS1(config-if-range)#exitS1(config)#spanning-tree vlan 2 启动生成树协议S1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096 改优先级( 2)3560 交换机S2S2#conf tS2(config)#vlan 2S2(config-vlan)#exS2(config)#ip routingS2(config)#int vlan 2S2(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0S2(config-if)#no shS2(config)#int range f0/23-24S2(config-if-range)#channel-group 1 mode onS2(config)#int range f0/1-2S2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1qS2(config-if-range)#switchport mode trunkS2(config-if-range)#exitS2(config)#spanning-tree vlan 2 启动生成树协议S2(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096 改优先级( 3)2960 交换机SW1Sw1(config)#int range f0/1-2Sw1(config-if-range)#switchport mode trunkSw1(config-if-range)#exitSw1(config)#vlan 2Sw1(config-vlan)#exSw1(config)#int range f0/3-24Sw1(config-if-range)#switchport access vlan 2Sw1(config)#spanning-tree vlan 2 启动生成树协议Sw1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096 改优先级( 4)2960 交换机SW2Sw2(config)#int range f0/1-2Sw2(config-if-range)#switchport mode trunkSw2(config-if-range)#exitSw2(config)#vlan 2Sw2(config-vlan)#exSw2(config)#int range f0/3-24Sw2(config-if-range)#switchport access vlan 2Sw2(config)#spanning-tree vlan 2 启动生成树协议Sw2(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096 改优先级5. 实验调试：1)查看三层交换机S2的STP树Switch#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 000C.CFAC.C83B( S1 是桥根，因其物理地址较低)Cost 38Port 1(FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 00E0.A395.C98DHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p (对于vlan1,f0/1 为根口，f0/2 处于阻断状态) Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2pVLAN0002Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 4098Address 000C.CFAC.C83BCost 38Port 1(FastEthernet0/1)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 4098 (priority 4096 sys-id-ext 2)Address 00E0.A395.C98DAging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/1 Root FWD 19 128.1 P2pFa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p2)查看三层交换机S1的STP树Switch#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 000C.CFAC.C83BThis bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secBridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 000C.CFAC.C83BHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeFa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2p (可以进行数据传输)Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pVLAN0002Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 4098Address 000C.CFAC.C83BThis bridge is the rootHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Interface Role Sts Cost Prio.Nbr TypeBridge ID Priority 4098 (priority 4096 sys-id-ext 2) Address 000C.CFAC.C83BAging Time 20Fa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2p （f0/1 和f0/2 都处于转发状态）Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p3）查看数据包的流动4）在3560交换机S1上修改优先级并查看数据包的流动（修改后要等待半分钟左右）：Switch（config）#spanning-tree vlan 2 priority 81% Bridge Priority must be in increments of 4096.% Allowed values are:0 4096 8192 12288 16384 20480 24576 2867232768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440 （优先级为0 不参与选举）Switch（config）#spanning-tree vlan 2 priority 81925）在3560交换机S2上修改优先级并查看数据包的流动（修改后要等待半分钟左右）：Switch（config）#spanning-tree vlan 2 priority 12288。
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A
网桥ID： 4096.000d.2800.b100
生成树端口的状态
• 交换机端口的监听状态
状态 转发（Forwarding） 学习（Learning） 侦听（Listening） 阻塞（Blocking） 用途 发送和接收用户数据 构建网桥表 构建“活动”拓朴 只接收BPDU
VLAN与STP
• 标准的生成树协议（CST）不考虑VLAN
C 以本拓朴为例， 介绍STP的计算 过程
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
下一步：选择根端口
Root Bridge A 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100 B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
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 为根端口 • 选择根端口的依据是： 根路径成本最低 直连的网桥ID最小 端口ID最小
BPDU包含的关键字段
字段 协议ID 版本号 报文类型 标记域 字节 2 1 1 1 标识是配置BPDU还是TCN BPDU 作用
根网桥ID
根路径成本 发送网桥ID 端口ID 报文老化时间 最大老化时间 访问时间 转发延迟
8
4 8 2 2 2 2 2
用于通告根网桥的ID
说明这个BPDU从根传输了多远 发送这个BPDU网桥的ID 发送报文的端口的ID
32768.000d.2800.b102
100M
32768.000d.2800.b101
100M
A
100M
B
网桥ID： 4096.000d.2800.b100
网桥ID： 32768.000d.2800.b101
STP使用BPDU选择根网桥
• 当接收到其ห้องสมุดไป่ตู้交换机发出的BPDU后，比较网桥ID， 选择较小的添加到根网桥ID中
设置为根网桥后， 优先级变成24576
PVST的配置命令
• 修改端口成本 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost • 修改端口优先级 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list portpriority priority • 配置上行速链路 Switch(config)#spanning-tree uplinkfast • 配置端口速链路 Switch(config-if)#spanning-tree portfast
STP选择指定端口举例
• 在每个网段选择1个指定端口（DP）
这个端口既不是根端 口，也不是指定端口， STP将这个端口阻塞 C （Block） 100M
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102 100M
在这个网段上，B的 网桥ID较小，所以B 上的端口为指定端口
Root 根网桥上的端口 Bridge 都是指定端口
PVST配置的查看
• 查看生成树的配置 Switch#show spanning-tree
• 查看某个VLAN的生成树详细信息 Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail
PVST配置实例
Root Bridge 32768.000d.2861.b100 32768.000d.28bf.1140
45 100 155
622
1000 10000
6
4 2
端口ID
• 端口ID的组成
端口优先级
端口编号
8位 取值范围：0 ～ 255 缺省值：128
8位
STP选择根端口举例
• 在非根桥上， 选择一个根端口（RP）
在B和C上，到达 A最近的端口是B 和C的根端口 C Root Port
优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b102
C
A
B
STP的算法
• STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤： 选择根网桥（Root Bridge） 选择根端口（Root Ports） 选择指定端口（Designated Ports）
网桥是交换机的前身，由于 STP是在网桥基础上开发的， 因此现在在交换机的网络中 仍然沿用网桥这一术语 第一步：选择根网桥
根路径成本
• 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
路径成本：19 路径成本：100
Port 1
A Root Bridge
B
C
C的Port 1根路径成本＝19＋100＝119
路径成本
• 路径成本根据链路带宽的高低规定
链路带宽（Mb/s）
10 100
路径成本
62
39 19 14
16
C 4096.000d.2800.b100
4096.000d.2800.b100 xxxx
100M
100M
100M Root Bridge A B 网桥ID： 32768.000d.2800.b101 网桥ID： 4096.000d.2800.b100
STP使用BPDU计算根路径成本
• 其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本 上添加接收接口的路径成本，然后转发
A
经过STP计算后的逻辑拓朴
BID：32768 000d.2800.b100 Root Bridge 100M A B BID：32768 000d.2805.c100
100M 100M
C BID：32768 000d.2810.d100
D BID：32768 000d.2811.e100
BPDU（桥协议数据单元）
VLAN1
VLAN2
VLAN2
VLAN3
VLAN1
VLAN3
经过STP计算，会有一条 链路被断开
PVST在实际中的应用
• 配置网络中比较稳定的交换机为根网桥 • 利用PVST实现网络的负载分担
V1－V10 接入交换机 V1－V10 V1－V10
VLAN 1－5 VLAN VLAN 1－ 6－ 5 10 的根端口 VLAN 6－10 数据的流向 的根端口 数据的流向
100M
100M 下一步：选择指定端口 Root Bridge
Root Port
A
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
选择指定端口的依据
• 在每个网段上，选择1个指定端口 根桥上的端口全是指定端口 非根桥上的指定端口： • 根路径成本最低 • 端口所在的网桥的ID值较小 • 端口ID值较小
选择根网桥的依据
• 网桥ID（BID） 网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换 机作为网络中的根网桥
选择根网桥的目的是为了给将 生成的树形结构确定一个树根
网桥优先级
网桥的MAC地址
2字节 取值范围：0 ～ 65535 缺省值：32768
6字节
STP选择根网桥举例
• 根据网桥ID选择根网桥
网桥ID： C
字段
根网桥ID 根路径成本 发送网桥ID 端口ID 19 32768.000d.2800.b101
32768.000d.2800.b102
交换机保存接口的根路径成本到内存中
值 100M
4096.000d.2800.b100
100M
Root Bridge
xxxx
100M
B 网桥ID： 32768.000d.2800.b101
A
DP
Root Port
DP
DP 100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
STP计算结果
• 经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴
优先级：32768 MAC 地址： 备份线路 000d.2800.b102
C
100M
A 优先级：4096 MAC地址： 000d.2800.b100
100M
B 优先级：32768 MAC地址： 000d.2800.b101
STP举例
BID：32768 000d.2800.b100 Root Bridge DP 100M 100M RP 100M C DP BID：32768 000d.2810.d100 D BID：32768 000d.2811.e100 RP 100M RP B DP 100M Block BID：32768 000d.2805.c100
C Vlan 1- 4
Port 23
Port 22
Port 23
D
Port 22
Vlan 1- 4
Port 22 Port 23 Port 22
Port 23
A Vlan 1- 2的根网桥
Port 24
Port 24
B Vlan 3- 4的根网桥
32768.000d.28bf.4b40
32768.0013.6007.6a00
生成树协议STP及 PVST配置
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 网桥，使网络的整体稳定性提高 • 能够通过PVST(per vlan STP,这个是思科默认的)的配 置实现交换网络的负载均衡 理解STP的工作原理 了解PVST与CST的区别 掌握PVST的配置命令 • 能够正确的配置上行速链路和速端口 • 能够配置EthernetChannel
0 32768.000d.2800.b101 xxxx
A
100M
B
网桥ID： 4096.000d.2800.b100
网桥ID： 32768.000d.2800.b101