完成本章內(nèi)容以后，你將能夠
通過(guò)配置交換機(jī)的網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)來(lái)選擇合適的根網(wǎng)橋，
使網(wǎng)絡(luò)的整體穩(wěn)定性提高
通過(guò)PVST的配置實(shí)現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)
理解STP的工作原理
了解PVST與CST的區(qū)別
掌握PVST的配置命令
正確的配置上行速鏈路和端口
配置Ethernet Channel
2.1：STP(生成樹(shù)協(xié)議)概述
2.1.1 交換機(jī)的工作原理
交換機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址生成交換機(jī)的MAC地址表，MAC地址表使一張MAC地址與交換機(jī)端口對(duì)應(yīng)的列表。
交換機(jī)查看數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)MAC地址，根據(jù)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
如果交換機(jī)在類(lèi)表中沒(méi)有找到匹配項(xiàng)，則向除接收刀這個(gè)數(shù)據(jù)幀的端口以外的所有端口廣播這個(gè)數(shù)據(jù)幀。
作用：STP協(xié)議不斷掉物理環(huán)路，而是在邏輯上斷開(kāi)環(huán)路，防止廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生、
2.1.2 STP概述
STP叫做生成樹(shù)協(xié)議，顧名思義，就是把一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)改變成一個(gè)樹(shù)形的結(jié)構(gòu)。STP協(xié)議就是用來(lái)將物理上存在的環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)，
通過(guò)一種算法，在邏輯上斷開(kāi)一些端口，來(lái)生成一個(gè)邏輯上的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。
2.2 STP工作原理
2.2.1 生成樹(shù)算法
生成樹(shù)協(xié)議運(yùn)行生成樹(shù)算法(STA).生成樹(shù)算法很復(fù)雜，但是其過(guò)程可以歸納為以下3哥步驟：
（1）選擇根網(wǎng)橋（Root Bridge）
（2）選擇根端口（Root Ports）
（3）選擇指定端口（Designa Ptedorts）
1.選擇根網(wǎng)橋
選擇跟網(wǎng)橋的依據(jù)使網(wǎng)橋ID，網(wǎng)橋ID是一個(gè)8字節(jié)的字段，組成如圖2.6所示，前2個(gè)字節(jié)的十進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)，后6哥字節(jié)使網(wǎng)橋的MAC地址。
網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)是用于衡量網(wǎng)橋在生成樹(shù)算法中優(yōu)先級(jí)的十進(jìn)制數(shù)，取值范圍為0~65535.默認(rèn)值是32768.
網(wǎng)橋ID中的MAC地址是交換機(jī)的MAC地址之一，按照生成樹(shù)算法中的定義，當(dāng)比較某個(gè)STP參數(shù)的兩個(gè)取值時(shí)，值小的優(yōu)先級(jí)高。
2.選擇根端口
選出了跟網(wǎng)橋之后。網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)交換機(jī)必須和跟網(wǎng)橋建立某種關(guān)聯(lián)，因此，STP將進(jìn)行選擇根端口的過(guò)程。
根端口存在于非跟網(wǎng)橋上，每個(gè)非根網(wǎng)橋上選擇一個(gè)根端口。
選擇端口的依據(jù)按照順序依次是：
1-到根網(wǎng)橋最低的根路徑成本
2-直連的網(wǎng)橋ID最小
3-端口ID最小
根路徑成本是兩個(gè)網(wǎng)橋間的路徑上所有鏈路的成本之和，也就是某個(gè)網(wǎng)橋到達(dá)根網(wǎng)橋的中間所有鏈路的路徑成本之和、
路徑成本用來(lái)代表一條鏈路帶寬的高低，一條鏈路的帶寬越大，他傳輸數(shù)據(jù)的成本也就越低。
端口ID是一個(gè)2字節(jié)的STP參數(shù)。由一個(gè)字節(jié)的端口優(yōu)先級(jí)和一個(gè)字節(jié)的端口編號(hào)組成。
端口優(yōu)先級(jí)是一個(gè)可配置的STP參數(shù)，在基于IOS的交換機(jī)上，端口優(yōu)先級(jí)到的十進(jìn)制取值范圍是0~255，默認(rèn)值是128.
在STP選擇端口的時(shí)候，首先比較交換機(jī)端口的根路徑成本，根路徑成本越低的為根端口。當(dāng)根路徑成本相同的時(shí)候，
比較連接的交換機(jī)的網(wǎng)橋ID值，選擇網(wǎng)橋ID值小的座位 根端口；當(dāng)網(wǎng)橋ID相同的時(shí)候，比較端口ID值，選擇較小的作為根端口。
3.選擇指定端口
選擇完跟網(wǎng)橋和每臺(tái)交換機(jī)的根端口后，一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)已初步形成，但是。所有的鏈路仍連接在一起，
并可能都處于活動(dòng)狀態(tài)，最后導(dǎo)致形成環(huán)路。
為了消除橋回路形成的可能，STP進(jìn)行最后的計(jì)算，在每一個(gè)網(wǎng)段上選擇一個(gè)指定端口。選擇制定端口的依據(jù)與根端口相同，按順序有3個(gè)：
（1）根路徑成本較低
（2）所在的交換機(jī)的網(wǎng)橋ID的值較小
（3）端口ID的值最小
在STP選擇指定端口的時(shí)候，首先比較同一網(wǎng)段上的端口中根路徑成本最低的，也就是到達(dá)根網(wǎng)橋最近的端口作為指定端口;
當(dāng)根路徑成本相同的時(shí)候，比較這個(gè)端口所在的交換機(jī)的網(wǎng)橋ID值，選擇一個(gè)網(wǎng)橋ID最小的交換機(jī)上的端口作為指定端口；
當(dāng)網(wǎng)橋ID相同的時(shí)候，也就是說(shuō)，有幾個(gè)位于同一交換機(jī)上的端口，比較端口ID值，選擇較小的作為指定端口。
另外，跟網(wǎng)橋上的接口都是指定端口，因?yàn)楦W(wǎng)橋上端口的根路徑成本為0.
2.2.2 BPDU
1.BPDU的兩種類(lèi)型
一種是配置BPDU，用于生成樹(shù)計(jì)算。
一種是拓?fù)渥兏ǜ妫═opology Change Notification，TCN）BPDU,用于通告網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?/div>
2.BPUD報(bào)文字段
BPUD包含的字段列在表2-2中，下面是BPDU幾個(gè)關(guān)鍵字段作用的解釋?zhuān)?br> 根網(wǎng)橋ID：由一個(gè)2字節(jié)優(yōu)先級(jí)和一個(gè)6字節(jié)網(wǎng)橋MAC地址所組成，這個(gè)信息組合表明已經(jīng)被選定為根網(wǎng)橋的設(shè)備標(biāo)識(shí)。
根路徑陳本：說(shuō)明了這個(gè)BPDU從根網(wǎng)橋傳輸了多遠(yuǎn)，成本是多少。這個(gè)字段的值用來(lái)決定哪些端口將進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，哪些端口將被阻斷、
發(fā)送網(wǎng)橋ID：這是發(fā)送該BPUD的網(wǎng)橋的優(yōu)先級(jí)和網(wǎng)橋MAC地址組成，
端口ID：端口ID是由一個(gè)字節(jié)的端口優(yōu)先級(jí)和一個(gè)字節(jié)的端口編號(hào)組成的，
計(jì)時(shí)器：計(jì)時(shí)器用于說(shuō)明生成樹(shù)用多長(zhǎng)時(shí)間完成它的每項(xiàng)功能。這些功能包括報(bào)文老化時(shí)間、最大老化時(shí)間、訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間和轉(zhuǎn)發(fā)延遲。
3.STP利用BPDU選擇根網(wǎng)橋的過(guò)程
根網(wǎng)橋的選擇使一個(gè)持續(xù)反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，踏每2s秒觸發(fā)一次，檢查BPDU的跟網(wǎng)橋ID是否發(fā)生了變化，
網(wǎng)絡(luò)中是否又網(wǎng)橋ID值更低的交換機(jī)加入進(jìn)來(lái)。
4.STP利用PUDU確定端口的根路徑成本
前面已經(jīng)說(shuō)明，根路徑成本值使通向跟網(wǎng)橋的所有鏈路的路徑成本之和。在交換網(wǎng)絡(luò)中，利用BPDU按下列方式確定一個(gè)根路徑成本。
2.2.3 生成樹(shù)端口的狀態(tài)
Disabled（禁用）--由網(wǎng)絡(luò)管理員設(shè)定或因網(wǎng)絡(luò)故障使系統(tǒng)的端口處于Disabled狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)是比較特殊的狀態(tài)，
它并不是端口正常的STP狀態(tài)的一部分。
Blocking(阻塞)--在端口初始化，一個(gè)端口既不能接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，也不能向他的地址表添加MAC地址，相反，
這樣的一個(gè)端口僅允許接收BPDU報(bào)文，以便能偵聽(tīng)刀其他鄰接交換機(jī)的信息。此外，選定指定端口后非指定端口也處于阻塞狀態(tài)。
Listening(偵聽(tīng))--如果一個(gè)交換機(jī)認(rèn)為一個(gè)端口可選為根端口或指定端口，那么，他就把該端口Blocking狀態(tài)變?yōu)長(zhǎng)istening狀態(tài)。
端口仍不能接受或發(fā)送數(shù)據(jù)幀。不過(guò)，為了使該端口加入生成樹(shù)的拓?fù)溥^(guò)程，允許它接收或發(fā)送BPDU報(bào)文。由于該端口可以通過(guò)發(fā)送
BPDU報(bào)文給其他交換機(jī)通告該端口的信息，因此。這個(gè)端口最終肯能被允許成為一個(gè)根端口或指定端口。如果該端口失去根端口或指
定端口的地位，那么它將返回到Blocking狀態(tài)。
Learning(學(xué)習(xí))--一個(gè)端口在Listening狀態(tài)下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（稱(chēng)為轉(zhuǎn)發(fā)延遲）后，將轉(zhuǎn)為L(zhǎng)earning狀態(tài)。
該端口扔象從前一樣發(fā)送和接收BPDU報(bào)文。不過(guò)。該交換機(jī)可以學(xué)習(xí)新的MAC地址，并將該地址添加到交換
機(jī)的地址列表中。正因?yàn)槿绱?，才使得交換機(jī)可以默認(rèn)一定的時(shí)間，處理有關(guān)地址表的信息、
Forwarding（轉(zhuǎn)發(fā)）--在Learning狀態(tài)下再經(jīng)歷一定的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時(shí)間，該端口轉(zhuǎn)入到Forwarding狀態(tài)。
在Forwarding狀態(tài)，該端口既可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀，也可以收集MAC地址加入到它的地址表，還可以發(fā)送和接收BPDU報(bào)文。
在生成樹(shù)拓?fù)渲校摱丝谥链瞬懦蔀橐粋€(gè)全功能的交換機(jī)端口。
2.2.4 生成樹(shù)計(jì)時(shí)器
SPT利用3種計(jì)時(shí)方法來(lái)確保一個(gè)網(wǎng)絡(luò)正確的收劍。現(xiàn)將STP計(jì)時(shí)器及它們的默認(rèn)值描述如下：
Hello時(shí)間：網(wǎng)橋發(fā)送配置BPDU報(bào)文之間的時(shí)間間隔。
轉(zhuǎn)發(fā)延遲：一個(gè)交換機(jī)端口在 Listening(偵聽(tīng))和 Learning(學(xué)習(xí))狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間間隔。它的默認(rèn)值各為15s.
最大老化時(shí)間：交換機(jī)在丟棄BPDU報(bào)文之前存儲(chǔ)它所用的時(shí)間。
從阻塞到偵聽(tīng)（20s）
從偵聽(tīng)到學(xué)習(xí)（15s）
從學(xué)習(xí)刀轉(zhuǎn)發(fā)（15s）
2.3 PVST的配置
STP：
CST---SW為基礎(chǔ)
PVST--SW和VLAN為基礎(chǔ)
PVST+ ----用來(lái)連接PVST和CST區(qū)域
1.PVST配置的意義
利用PVST實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)。
配置上行速鏈路，實(shí)現(xiàn)備份的上行鏈路快讀恢復(fù)。
配置速端口，使連接終端的端口快速進(jìn)入到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。
2.PVST配置命令
啟用生成樹(shù)的命令：switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list
配置根網(wǎng)橋的命令：
switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list root primary secondary
修改網(wǎng)橋由縣級(jí)的命令:
switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority
修改端口成本：
switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list cost cost
修改端口優(yōu)先級(jí)：
switch(config) #spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority
配置上行速鏈路：
switch(config) #spanning-tree uplinkfast
配置速端口：
switch(config-if) #spanning-tree portfast
3.PVST配置的查看
（1）查看生成樹(shù)的配置
switch#show spanning-tree
(2)查看某個(gè)VLAN的生成樹(shù)詳細(xì)信息
switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail
2.4 EthernetChannel（以太網(wǎng)通管）
1.什么是EthernetChannel（以太網(wǎng)通管）
EthernetChannel通過(guò)捆綁多條以太鏈路來(lái)提高鏈路帶寬，并運(yùn)行一種機(jī)制，將多個(gè)以太網(wǎng)端口捆綁成一條邏輯鏈路。
以太網(wǎng)通道醉倒可以捆綁8條物理連路，其中物理鏈路可以是雙絞線(xiàn)的，也可以是光纖連接的。
以太網(wǎng)通道的要求：
參與捆綁的端口必須屬于同一個(gè)VLAN。
如果端口配置的是中繼模式，那么，應(yīng)該在鏈路兩端將通道中的所有端口配置成相同的中繼模式。
所有參與捆綁的端口的物理參數(shù)設(shè)置必須相同，應(yīng)該有同樣的速度和全/半雙工模式設(shè)置。
2.以太網(wǎng)通道的配置
switch(config)# interface range fastEthernet 0/1 - 2
switch(config-if-range) #channel-group 1 mode on
注：
帶寬與路徑成本:
10M=100
100M=19
1000M=4
網(wǎng)橋優(yōu)先級(jí)：范圍0-65535 缺?。?2768
端口優(yōu)先級(jí)：范圍0-255 缺?。?28
配置 primary后優(yōu)先級(jí)為：24576
配置 secondary后優(yōu)先級(jí)為：28672
