生成樹協(xié)議

第 8章 生成樹協(xié)議 / 第 8章 生成樹協(xié)議 學(xué)習(xí)目的與要求： 冗余鏈路是為了提高網(wǎng)絡(luò)的可用性、減少網(wǎng)絡(luò)故障時間的重要措施。但交換機的基本工作原理導(dǎo)致了這樣的設(shè)計可能會在交換網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生廣播風(fēng)暴等問題。本章介紹在交換網(wǎng)絡(luò)中既能保證冗余鏈路以提供鏈路備份，又能避免環(huán)路、廣播風(fēng)暴等問題產(chǎn)生的技術(shù) 生成樹技術(shù)。 學(xué)完本章，你將能夠： 設(shè)計冗余鏈路 配置生成樹協(xié)議 / 第 8章 生成樹協(xié)議 8.1 交換網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路 8.2 生成樹協(xié)議 8.3 快速生成樹協(xié)議 8.4 VLAN快速生成樹協(xié)議 8.5 多實例生成樹協(xié)議 8.6 生成樹協(xié)議的配置命令 8.7 生成樹協(xié)議的配置實例 本章小結(jié) 本章實訓(xùn) 本章習(xí)題 / 8.1 交換網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路 本節(jié)主要介紹了 交換網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路的必要性以及其帶來的環(huán)路問題的危害性 。 / 1.冗余鏈路的必要性 在由許多交換設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為了提高網(wǎng)絡(luò)的可用性，保證各種網(wǎng)絡(luò)終端包括服務(wù)器在內(nèi)的設(shè)備間正常通信，絕大多數(shù)情況下我們常在交換網(wǎng)絡(luò)中采用多條鏈路連接交換設(shè)備，形成備份鏈接來保證線路上的單點故障不會影響正常網(wǎng)絡(luò)的通信。備份連接也叫備份鏈路或冗余鏈路。如圖 8-1（ b）所示，交換機 SW1與交換機 SW2之間的鏈路就是一個備份連接。在主鏈路（ SW1與 SW3的之間的鏈路或者 SW2與 SW3之間的鏈路）出故障時，備份鏈路自動啟用，從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性。 / SW1 SW3 SW2 故障 故障 SW 圖 8-1(a) 單點故障 8-1(b) 備份鏈路 / 2.環(huán)路的危害性 (1)廣播風(fēng)暴 (2)多幀復(fù)制 (3)MAC地址表的不穩(wěn)定 / 8.2 生成樹協(xié)議 本節(jié)主要介紹了 生成樹協(xié)議的功能以及生成樹協(xié)議的原理 。 / 8.2.1 生成樹協(xié)議的功能 生成樹協(xié)議的主要功能就是為了解決網(wǎng)絡(luò)中由于備份連接所產(chǎn)生的環(huán)路問題。當網(wǎng)絡(luò)中有環(huán)路時，生成樹協(xié)議通過生成樹算法（ Spanning Tree Algorithm， SPA）生成一個沒有環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)，當主要鏈路出現(xiàn)故障時，能夠自動切換到備份鏈路，保證網(wǎng)絡(luò)的正常通信。 具體的實現(xiàn)方法是：生成樹協(xié)議通過在交換機上運行 SPA算法，先使冗余端口置于 “ 阻塞狀態(tài) ” ，這樣可使網(wǎng)絡(luò)中的計算機在通信時，只有一條鏈路生效；而當這個鏈路出現(xiàn)障礙時，生成樹協(xié)議將會重新計算出網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)鏈路，將原處于 “ 阻塞狀態(tài) ” 的部分端口重新打開，從而確保網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性和可靠性。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 1生成樹協(xié)議的基本原理 生成樹協(xié)議的主要思想就是當網(wǎng)絡(luò)中存在環(huán)路時，通過一定的算法將交換機的某些端口進行阻塞，從而使網(wǎng)絡(luò)形成一個無環(huán)路的樹狀結(jié)構(gòu)。具體實現(xiàn)如下： 網(wǎng)絡(luò)中選擇了一個交換機為根交換機（ Root Bridge）。 每個交換機都計算出了到根交換機（ Root Bridge）的最短路徑。 除根交換機外的每個交換機都有一個根口（ Root Port），即提供最短路徑到 Root Bridge的端口。 每個 LAN都有了指定交換機（ Designated Bridge），位于該 LAN與根交換機之間的最短路徑中。指定交換機和 LAN相連的端口稱為指定端口（ Designated port）。 根口（ Root port）和指定端口（ Designated port）進入轉(zhuǎn)發(fā)(Forwarding)狀態(tài)。 其他的冗余端口就處于阻塞狀態(tài)（ Forwardign或 Discarding）。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 2生成樹協(xié)議的工作過程 SW1 Priority: 80-00 (00-00-0C-AA-AA-AA) SW2 Priority: 80-00 (00-00-0C-BB-BB-BB) SW3 Priority: 80-00 (00-00-0C-CC-CC-CC) Port1 Port2 Port1 Port2 Port1 Port2 Path Cost： 4 Path Cost： 4 Path Cost： 10 圖 8-2 STP工作過程 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 2生成樹協(xié)議的工作過程 （ 1）在網(wǎng)絡(luò)中選擇一個交換機為根交換機 （ Root Bridge） 正如所有的樹都有樹根，生成樹也需要一個根，這通過在網(wǎng)絡(luò)中選擇一個根交換機來實現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)中，所有的交換機都分配了一個優(yōu)先級別，具有最小優(yōu)先級別的交換機將成為根交換機。如果所有交換機的優(yōu)先級別都相同，則具有最小 MAC地址的交換機會成為根交換機。一開始所有交換機都通過發(fā)送帶有自身交換機 ID和優(yōu)先級別的hello數(shù)據(jù)包聲稱自己是根交換機，如果有一個交換機收到另一個交換機的 hello數(shù)據(jù)包，發(fā)現(xiàn)對方比自己更適合成為根交換機時，就停止聲明自己是根交換機，而開始轉(zhuǎn)發(fā)這個更好的交換機的 hello數(shù)據(jù)包，最終將有一個交換機在選舉中勝出，所有的交換機都支持該交換機成為根交換機。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 2生成樹協(xié)議的工作過程 （ 2）根端口的選擇 除根交換機以外的的每臺交換機都將選擇一個根端口 (Root Port)，或者說是選擇一個 “ 最靠近 ” 根交換機的端口，這是通過判斷出有最小根路徑成本 (Lowest Root Path Cost)的端口實現(xiàn)的。所謂端口根路徑成本是指從該端口到根交換機的路徑成本。 （）指定端口的選擇 在每個網(wǎng)段選擇一個交換機端口處理該段網(wǎng)絡(luò)的流量，在網(wǎng)段內(nèi)有最小根路徑成本的端口就成為指定端口 (designated port)，如圖 8-2中交換機 SW2的 Port2端口。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 2生成樹協(xié)議的工作過程 （）刪除橋接環(huán) 根端口和指定端口進入轉(zhuǎn)發(fā) Forwarding狀態(tài)，既不是根端口也不是指定端口的交換機端口被設(shè)為阻塞狀態(tài)，如 SW1的 Port1和 SW3的Port1。這一步斷開了不設(shè)置阻塞將會形成的所有橋接環(huán) (bridging loop)。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的端口狀態(tài) Disabled(禁用 )：為了管理目的或者因為發(fā)生故障將端口關(guān)閉。 Blocking(阻塞 )：在初始啟用端口之后的狀態(tài)。端口不能接收或者傳輸數(shù)據(jù)，不能把 MAC地址加入它的地址表，只能接收 BPDU。如果檢測到有一個橋接環(huán)，或者如果端口失去了根端口或者指定端口的狀態(tài)，就會返回到阻塞狀態(tài)。 Listening(監(jiān)聽 )：若一個端口可以成為一個根端口或者指定端口，則轉(zhuǎn)入監(jiān)聽狀態(tài)。該端口不能接收或傳輸數(shù)據(jù)，也不能把 MAC地址加入到它的地址表，只能接收或發(fā)送 BPDU。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的端口狀態(tài) Learning(學(xué)習(xí) )：在轉(zhuǎn)發(fā)延時 (Forward Delay)計時時間（默認為 15秒）之后，端口進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。端口不能傳輸數(shù)據(jù)，但可以發(fā)送和接收 BPDU?，F(xiàn)在可以學(xué)習(xí) MAC地址，并將其加入到地址表中。 Forwarding(轉(zhuǎn)發(fā) )：在下一次轉(zhuǎn)發(fā)延時計時時間（默認為 15秒）之后，端口進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。端口現(xiàn)在能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí) MAC地址，還能發(fā)送和接收 BPDU。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的缺點 STP協(xié)議的缺陷主要表現(xiàn)在收斂速度上。 當網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時，新的 BPDU要經(jīng)過一定的時延才能傳播到整個網(wǎng)絡(luò)，這個時延稱為轉(zhuǎn)發(fā)延時，協(xié)議默認值是 15秒。在所有交換機收到這個變化的消息之前，若舊拓撲結(jié)構(gòu)中處于轉(zhuǎn)發(fā)的端口還沒有發(fā)現(xiàn)自己應(yīng)該在新的拓撲中停止轉(zhuǎn)發(fā)，則可能存在臨時環(huán)路。為了解決臨時環(huán)路的問題，生成樹使用了一種定時器策略，即在端口從阻塞狀態(tài)到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)中間加上一個只學(xué)習(xí) MAC地址但不參與轉(zhuǎn)發(fā)的中間狀態(tài)，兩次狀態(tài)切換的時間長度都是 Forward Delay，這樣就可以保證在拓撲變化的時候不會產(chǎn)生臨時環(huán)路。但是，這個看似良好的解決方案實際上帶來的卻是至少兩倍轉(zhuǎn)發(fā)延時的收斂時間。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的缺點 描述生成樹性能的三個計時器 Listening (偵聽 ) 發(fā)送延遲 Blocking (阻塞 ) 最大保留時間 Learning (學(xué)習(xí) ) 發(fā)送延遲 Forwarding (發(fā)送 ) 時間 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的缺點 Hello timer(BPDU發(fā)送間隔 )：定時發(fā)送 BPDU報文的時間間隔，默認為 2秒。 Forward-Delay timer(發(fā)送延遲 )：端口從 listening轉(zhuǎn)變向learning,或者從 learning轉(zhuǎn)向 forwarding狀態(tài)的時間間隔 ， 默認為15秒 。 Max-Age timer(最大保留時間 )： BPDU 報文消息生存的最長時間 。 當超過這個時間 ， 報文消息將被丟棄 ， 默認為 20秒 。 生成樹經(jīng)過一段時間 （ 默認值是 50秒左右 ） 穩(wěn)定之后 ， 所有端口或者進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài) ， 或者進入阻塞狀態(tài) 。 STP BPDU仍然會定時（ 默認 1次 /2秒 ） 從各個交換機的指定端口發(fā)出 ， 以維護鏈路的狀態(tài) 。如果網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化 ， 生成樹就會重新計算 ， 端口狀態(tài)也會隨之改變 。 / 8.2.2 生成樹協(xié)議的原理 生成樹協(xié)議的發(fā)展 在生成樹協(xié)議發(fā)展過程中，老的缺陷不斷被克服，新的特性不斷被開發(fā)出來。按照大功能點的改進情況，我們可以把生成樹協(xié)議的發(fā)展過程劃分成三代。 第一代生成樹協(xié)議： STP/RSTP 第二代生成樹協(xié)議： PVST/PVST+ 第三代生成樹協(xié)議： MISTP/MSTP / 8. 快速生成樹協(xié)議 本節(jié)主要介紹了快速生成樹協(xié)議的改進之處、快速生成樹的形成過程以及快速生成樹與生成樹之間的兼容性。 / 1、 快速生成樹協(xié)議的改進之處 RSTP協(xié)議在 STP協(xié)議基礎(chǔ)上作了以下三點重要改進，使得收斂速度大大加快。 (1)為根端口和指定端口設(shè)置了快速切換用的替換端口（ Alternate Port）和備份端口（ Backup Port）兩種角色，當根端口或指定端口失效的情況下，替換端口或備份端口就會無時延地進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。圖 8-4中所有交換機都運行 RSTP協(xié)議， SW1是根交換機，假設(shè) SW2的端口 1是根端口，端口 2將能夠識別這個拓撲結(jié)構(gòu)，成為根端口的替換端口，進入阻塞狀態(tài)。當端口 1所在鏈路失效的情況下，端口 2就能夠立即進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，無需等待兩倍轉(zhuǎn)發(fā)延時時間。 / 1、快速生成樹協(xié)議的改進之處 （ 2）在只連接兩個交換端口的點對點鏈路中，指定端口只需與下游交換機進行一次握手就可以無時延地進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果是連接了三個以上交換機的共享鏈路，下游交換機是不會響應(yīng)上游指定端口發(fā)出的握手請求的，只能等待兩倍轉(zhuǎn)發(fā)延時進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 （ 3）直接與終端相連而不是把其他交換機相連的端口定義為邊緣端口（ Edge Port）。邊緣端口可以直接進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時。由于交換機無法知道端口是否是直接與終端相連，所以需要人工配置。 / 1、快速生成樹協(xié)議的改進之處 SiSW1 SiSW1 SiSW2 SiSW2 1 1 2 2 / 2、快速生成樹網(wǎng)絡(luò)拓撲樹的生成 假設(shè)三臺交換機 SWA、 SWB、 SWC的 Bridge ID是遞增的，即 Switch A的優(yōu)先級最高， SWA與 SWB之間是千兆鏈路， SWB和 SWC為百兆鏈路， SWA和 SWC間為十兆鏈路。 SWA作為該網(wǎng)絡(luò)的骨干交換機，對 SWB和 SWC都做了鏈路冗余，顯然，如果讓這些鏈路都生效是會產(chǎn)生廣播風(fēng)暴的。 SWA SWC SWB / 2、快速生成樹網(wǎng)絡(luò)拓撲樹的生成 如果三臺交換機都打開了 STP協(xié)議，它們通過交換 BPDU選出根交換機為 SWA。 SWB發(fā)現(xiàn)有兩個端口都連在 SWA上，它就選出優(yōu)先級最高的端口為根端口 (Root Port)，另一個端口就被選為根端口的替換端口（ Alternate Port）。而 SWC發(fā)現(xiàn)它既可以通過 SWB到 SWA，也可以直接到 SWA，但由于交換機通過計算發(fā)現(xiàn)：就算通過 B到 A的鏈路花費也比直接到SWA的低，于是 SWC就選擇了與 SWB相連的端口為根端口，與SWA相連的端口為根端口的替換端口。都選擇好端口角色了，就進入各個端口相應(yīng)的狀態(tài)，于是就生成了如下圖所示的情況。 / 2、快速生成樹網(wǎng)絡(luò)拓撲樹的生成 SWA DP DP DP SWC AP RP SWB RP DP AP / 2、快速生成樹網(wǎng)絡(luò)拓撲樹的生成 如果 SWA和 SWB之間的活動鏈路出了故障，那么備份鏈路就會立即產(chǎn)生作用，于是就形成了如圖 8-7所示的情況。 SWA DP DP SWC AP RP SWB RP DP / 2、快速生成樹網(wǎng)絡(luò)拓撲樹的生成 如果 SWB和 SWC之間的活動鏈路出了故障，那么 SWC就會自動把替換端口轉(zhuǎn)換為根端口，這就形成了如圖 8-8所示的情況。 SWA DP DP SWC RP RP SWB / 3、 RSTP與 STP的兼容性 RSTP保證了在交換機或端口發(fā)生故障后，迅速地恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接。一個新的根端口可快速地轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)端口狀態(tài)。局域網(wǎng)中的交換機之間顯式的應(yīng)答使指定的端口可以快速地轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)端口狀態(tài)。 在理想的條件下， RSTP應(yīng)當是網(wǎng)絡(luò)中使用的默認生成樹協(xié)議。由于 STP與 RSTP之間兼容性，由 STP到 RSTP轉(zhuǎn)換是無縫的。 RSTP協(xié)議可以與 STP協(xié)議完全兼容， RSTP協(xié)議會根據(jù)收到的 BPDU版本號來自動判斷與之相連的交換機是支持 STP協(xié)議還是支持 RSTP協(xié)議，如果是與 STP交換機互連就只能按 STP的轉(zhuǎn)發(fā)方法，過 30秒再轉(zhuǎn)發(fā)，無法發(fā)揮 RSTP的最大功效。 / 3、 RSTP與 STP的兼容性 另外， RSTP和 STP混用時還會遇到這樣一個問題。如圖 8-9（ a）所示，SWA是支持 RSTP協(xié)議的， SWB只支持 STP協(xié)議，它們互連時， SWA發(fā)現(xiàn)與它相連的是 STP交換機，就發(fā)送 STP的 BPDU來兼容它。但后來如果將 SWB換成了支持 RSTP協(xié)議的 SWC(如圖 8-9（ b）所示 )，但 SWA卻依然在發(fā) STP的BPDU，這樣會使 SWC也認為與之互連的是 STP交換機了，結(jié)果兩臺支持RSTP的交換機卻以 STP協(xié)議來運行，大大降低了效率。 為此， RSTP協(xié)議提供了協(xié)議遷移 (Protocol-migration)功能來強制發(fā)送 RSTP BPDU。當 SWA強制發(fā)送 RSTP BPDU時， SWC就發(fā)現(xiàn)與之互連的交換機是支持 RSTP的，于是兩臺交換機就都以 RSTP協(xié)議運行了，如圖 8-9（ c）。 可見， RSTP協(xié)議相對于 STP協(xié)議的確改進了很多。為了支持這些改進， BPDU的格式做了一些修改，但 RSTP協(xié)議仍然向下兼容 STP協(xié)議，可以混合組網(wǎng)。 / SWA（ RSTP） SWB（ STP） STP BPDU STP BPDU SWA（ RSTP） SWC（ RSTP） STP BPDU STP BPDU SWA（ RSTP） SWC（ RSTP） RSTP BPDU RSTP BPDU (a)SWA支持 RSTP而 SWB只支持 STP (b)SWB被換成支持 RSTP的 SWC (c)啟用協(xié)議遷移功能后的 SWA和 SWC RSTP協(xié)議調(diào)整過程示意 / 8.4 VLAN快速生成樹協(xié)議 當網(wǎng)絡(luò)上有多個 VLAN時，必須保證每一個 VLAN都不存在環(huán)路。 Cisco的 VLAN生成樹（ Per VLAN Spanning Tree， PVST）協(xié)議會為每個 VLAN構(gòu)建一棵 STP樹。這樣做的好處是可以獨立地為每個 VLAN控制哪些接口要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)負載均衡。缺點是如果 VLAN數(shù)量很多，會給交換機帶來沉重的負擔(dān)。 Cisco交換機默認的模式就是 PVST。 為了攜帶更多的信息， PVST BPDU的格式和 STP/RSTP BPDU格式已經(jīng)不一樣，發(fā)送的目的地址也改成了 Cisco保留地址 01-00-0C-CC-CC-CD，而且在 VLAN Trunk的情況下 PVST BPDU被打上了 802.1Q VLAN標簽，所以 PVST協(xié)議并不兼容STP/RSTP協(xié)議。 / 8.4 VLAN快速生成樹協(xié)議 Cisco后來又推出了經(jīng)過改進的 PVST+協(xié)議，并成為交換機產(chǎn)品的默認生成樹協(xié)議。經(jīng)過改進的 PVST+協(xié)議在VLAN1上運行的是普通 STP協(xié)議，在其他 VLAN上運行 PVST協(xié)議。 PVST+協(xié)議可以與 STP/RSTP互通，在 VLAN1上生成樹狀態(tài)按照 STP協(xié)議計算，在其他 VLAN上，普通交換機只會把PVST BPDU當作多播報文按照 VLAN號進行轉(zhuǎn)發(fā)，但這并不影響環(huán)路的消除，只是 VLAN1和其他 VLAN的根交換機狀態(tài)可能不一致。 / 8.5 多實例生成樹協(xié)議 Cisco的多實例生成樹協(xié)議（ Multi-Instance Spanning Tree Protocol， MISTP）定義了 “ 實例 ” 的概念。STP/RSTP是基于端口的， PVST/PVST+是基于 VLAN的，而MISTP則是基于實例的，所謂實例就是多個 VLAN的一個集合，通過將多個 VLAN捆綁到一個實例中去的方法可以節(jié)省通信開銷和資源占用率。 / 8.5 多實例生成樹協(xié)議 在使用的時候可以把多個相同拓撲結(jié)構(gòu)的 VLAN映射到一個實例中，這些 VLAN在端口上的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)將取決于對實例在 MISTP中的狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)中所有交換機的 VLAN和實例的映射關(guān)系必須都一致，否則將影響網(wǎng)絡(luò)的連通性。為了檢測這種錯誤， MISTP BPDU里除了攜帶實例號以外，還要攜帶實例對應(yīng)的 VLAN關(guān)系等信息， MISTP協(xié)議不處理STP/RSTP/PVST BPDU，所以不能兼容 STP/RSTP協(xié)議，甚至不能向下兼容 PVST/PVST+協(xié)議，在一起組網(wǎng)的時候會出現(xiàn)環(huán)路。為了讓網(wǎng)絡(luò)能夠平滑地從 PVST+模式遷移到 MISTP模式， Cisco在交換機產(chǎn)品里又做了一個可以處理 PVST BPDU的混合模式 MISTP-PVST+，網(wǎng)絡(luò)升級時需要先將設(shè)備都設(shè)置成 MISTP-PVST+模式，然后再全部設(shè)置成 MISTP模式 . / 8.5 多實例生成樹協(xié)議 MISTP既有 PVST的 VLAN認知能力和負載均衡能力，又擁有可以和 PSTP相媲美的低 CPU占有率，不過極差的向下兼容性和協(xié)議的私有性限制了 MISTP的大范圍應(yīng)用。 多生成樹協(xié)議 (Multiple Spanning Tree， MST)來源于Cisco的 MISTP協(xié)議。它將許多基于 VLAN的生成樹集合成明確的實例，每個實例僅運行一個快速生成樹，因而增強了RSTP的靈活性。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 1）打開、關(guān)閉 STP協(xié)議 Switch(config)# no spanning-tree vlan vlan-list 該命令可對指定 VLAN啟用或禁用 STP協(xié)議 (缺省 no時表示啟用 )。若缺省 vlan vlan-list選項，則在所有 VLAN上啟用 STP。 （ 2）設(shè)置生成樹協(xié)議的類型 Swith(config)# spanning-tree mode pvst | mst | rapid-pvst Cisco交換機所支持的生成樹協(xié)議類型包括： PVST、 PVST+、Rapid-PVST+、 MISTP和 MST等。該命令設(shè)置生成樹協(xié)議的類型，默認值為 pvst。若選 pvst則允許 PVST+；若選 mst則允許 MSTP和RSTP；若選 rapid-pvst則允許 rapid-pvst+。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 3）配置交換機在所有 VLAN或指定 VLAN中的優(yōu)先級 Switch(config)# spanning-tree vlan vlan-list priority priority 設(shè)置交換機的優(yōu)先級關(guān)系到哪個交換機將成為整個網(wǎng)絡(luò)或某個 VLAN的根交換機，同時也關(guān)系到整個網(wǎng)絡(luò)或某個 VLAN的拓撲結(jié)構(gòu)。建議管理員把核心交換機的優(yōu)先級設(shè)得高些（數(shù)值越小則優(yōu)先級越高），這樣有利于整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。 選項 vlan-list的取值范圍是 14096。選項 priority的設(shè)置值有 16個，都為 4096的倍數(shù)，分別是 0， 4096， 8192， 12288，16384， 20480， 24576， 28672， 32768， 36864， 40960， 45056，49152， 53248， 57344， 61440。默認值為 32768。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 4）設(shè)置端口在所有 VLAN或指定 VLAN中的優(yōu)先級 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list port-priorty priority 該命令設(shè)置指定端口在所有 VLAN或指定 VLAN中的優(yōu)先級，其中 priority選項的取值范圍是 0255，默認值為 128。選項vlan-list的取值范圍是 14096。 （ 5）設(shè)置指定 VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間（端口狀態(tài)改變的時間間隔） Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list forward-time delay 該命令設(shè)置指定 VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)延遲時間值，選項 delay取值范圍為 415秒，默認為 15秒 。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 6）設(shè)置指定 VLAN的 Hello(呼叫 )計時器（定時發(fā)送 BPDU報文的時間間隔） Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list hello-time interval 該命令設(shè)置指定 VLAN的 Hello(呼叫 )計時器為 interval，其取值范圍為 110秒，默認為 2秒 。 （ 7）設(shè)置指定 VLAN的 max-age （ BPDU報文消息生存的最長時間） Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list max-age agingtime 該命令設(shè)置指定 VLAN的 max-age為 agingtime ，其取值范圍為 640秒，默認為 20秒 。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 8）設(shè)置端口路徑代價的默認計算方法 Switch(config)# spanning-tree pathcost method long | short 該命令設(shè)置端口路徑代價的默認計算方法，設(shè)置值為長整型 (long， 32位 )或短整型（ short， 16位）。默認情況下，Cisco交換機使用 short端口代價值。如果有 10Gbps或者更高帶寬的端口，就應(yīng)該將網(wǎng)絡(luò)里每臺交換機上的端口代價值的取值范圍設(shè)置為 long。 若要恢復(fù)到默認值，可用 no spanning-tree pathcost method。 / 8.6生成樹協(xié)議的配置命令 （ 9）在端口或者接口上啟用 STP Root Guard功能 Switch(config-if)#spanning-tree guard root | none 該命令在端口或者接口上啟用 STP Root Guard功能。如果連接到某端口上的另一個交換機試圖成為根交換機，那么該端口就會轉(zhuǎn)入 STP的 root-inconsistent(監(jiān)聽 )狀態(tài)，當端口上檢測不到 BPDU的時候，就會返回到正常運行狀態(tài)。 （ 10）顯示所有 VLAN的 STP信息 Switch(config)#show spanning-tree active detail 該命令將顯示所有 VLAN的 STP信息，其中帶有的 detail選項的命令會得到每個 VLAN中每個端口的詳細信息。 / 8.7 生成樹協(xié)議的配置實例 某學(xué)校為了開展計算機教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)辦公，建立了一個計算機教室和一個學(xué)校辦公區(qū)，這兩處計算機網(wǎng)絡(luò)通過兩臺交換機互連組成內(nèi)部校園網(wǎng)。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，網(wǎng)絡(luò)管理員用 2條鏈路將交換機互連，現(xiàn)要在交換機上做適當配置，使網(wǎng)絡(luò)避免環(huán)路。 本實例網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖 8-10所示。兩臺 Cisco Catalyst 2960 交換機分別命名為 SW1、 SW2。 PC1與 PC2在同一個網(wǎng)段，假設(shè) IP地址分別為 37和 36，網(wǎng)絡(luò)掩碼為。 / 8.7 生成樹協(xié)議的配置實例 F0/5 圖 8-10 網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)圖 (具體配置見教材 ) SW2 PC2 SW1 F0/5 PC1 F0/1 F0/2 F0/1 F0/2 / 本章小結(jié) 使用生成樹協(xié)議，可以保證橋接網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下存在多條冗余物理鏈路時，只有一條活動的路徑。生成樹通過以下特性來達到此目標： (1) 所有交換機的借口最終都將進入轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞的穩(wěn)定狀態(tài)，處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)下的接口是生成樹的一部分。 (2) 一個交換機被選舉為根交換機。選舉過程從所有交換機都聲明自己為根交換機開始，直到最后某個交換機被所有交換機認為是最佳的根交換機。根交換機的所有借口都處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 (3) 每個交換機都直接或通過其他交換機間接的從根交換機接收 hello數(shù)據(jù)包，每個交換機在多個接口上收到 hello數(shù)據(jù)包，接收具有最低成本 hello數(shù)據(jù)包的那個端口被稱為交換機的根端口，該鍛口處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 (4) 對每一個局域網(wǎng)段，轉(zhuǎn)發(fā)具有最低成本 BPDU的交換機是該網(wǎng)段的指定交換機，該交換機在網(wǎng)段上的接口被置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 (5) 所有其他接口被置與阻塞狀態(tài)。 / 本章實訓(xùn) 一、實訓(xùn)目的 理解快速生成樹協(xié)議 RSTP的配置及原理 ， 并掌握 RSTP的配置技能 。 / 本章實訓(xùn) 二、實訓(xùn)內(nèi)容 配置快速生成樹協(xié)議 RSTP / 本章實訓(xùn) 三、實訓(xùn)設(shè)備 1 Cisco Catalyst 2960 交換機 3臺； PC機 6臺； 配置線 1根； 直通網(wǎng)線 9根。 如無硬件設(shè)備，建議使用 Cisc