生成树协议（STP）及链路聚合

STP介绍

STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立。
应用场景：网络中的环路，当网络形成一个环路时自动启动。
主要作用：逻辑上断开环路防止广播风暴；备份线路（当其中一条线路出现故障，断开的接口被激活重新启用，从而恢复通信）
工作原理：利用STP算法，计算出阻塞端口，断开端口从而形成无环结构。

STP 算法

选择根网桥（Root Bridge）

（1）如何选择根网桥？
根据网桥ID（BID）选择根网桥，谁的优先级小，谁就是根桥。如果优先级相同，谁的MAC地址小谁就是根桥。BID=优先级+mac地址
（2）什么是网桥ID（BID）？
每个网络只能有一个根桥，根桥具有最低的桥ID，根桥上的所有端口都是指定端口，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。（交换机默认优先级为：32768。设备中加上了vlan的值。如vlan10就变成32778）
（3）选择根网桥举例

选择根端口（Root Ports）

（1）如何选择根端口？
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（cost值）【从端口出发到根桥】最低
直连网桥的网桥ID最小
直连网桥的端口ID最小
（2）什么是cost值？
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。
根路径成本表


（3）什么是端口ID
即端口优先级（默认128）+端口编号
（4）选择根端口举例

选择指端口（Designated Ports）

选择指定端口的依据是：
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【从非根桥到根桥】最低
端口所在的网桥的ID值较小
直连网桥的端口ID值较小

BPDU（桥协议数据单元）

交换机就是使用BPDU来交换STP信息，从而计算出最优化路径成本。BPDU（Bridge Protocol Data Unit）使用组播发送BPDU，组播地址为：01-80-c2-00-00-00。

BPDU分为2种类型：
配置BPDU － 用于生成树计算
拓朴变更通告（TCN）BPDU － 用于通告网络拓朴的变化

生成树端口状态

PVST（按VLAN生成树）

pvst是Cisco私有的，为每个VLAN构造一棵生成树
是用来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
配置命令

启用生成树：Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list
设置根网桥：Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary | secondary
-设置为primary后，优先级变成24576
-设置为secondary后， 优先级变成28672
修改网桥的优先级：Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority Bridge-priority 
-优先级的值为4096的倍数
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 port-priority 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
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

链路聚合

链路聚合又称为端口聚合，端口捆绑，英文名porttrunking。是一种聚合多个物理接口 ( that ) 创建一个逻辑接口。你可以捆扎( bundle ) 八个单独的活动链接到一个信道端口，以提供更高的带宽和冗余。端口通道也负载平衡这些物理接口上的通信量。只要端口通道中的至少一个物理接口可操作，端口通道就可以保持运行。

channel-group 模式
PAgP 是 Cisco私有，只能在 Cisco Switch 上设定，PAgP 有两个模式，分別是 Desirable 与 Auto当 PAgP 成功建立 EtherChannel 后，PAgP Message 会继续定时传送去维持 EtherChannel。

状态	Desirable	Auto	描述
Desirable	√	√	主动发送PAgP报文
Auto	√	x	被动发送PAgP报文
On			手动设置，需要两边都设置

LACP 是 IEEE Standard

状态	Active	Passive	描述
Active	√	√	主动发送LACP报文
Passive	√	x	主动接收LACP报文

channel-group说明
（1）Cisco最多允许EtherChannel绑定8个端口；如果是百兆网络，总带宽可达1.6Gbit/s；如果是千兆网络，总带宽可达16Gbit/s。
（2）EtherChannel不支持10M端口；
（3）EtherChannel编号只在本地有效，链路两端的编号可以不一样；
（4）EtherChannel默认使用PAgP协议；
（5）EtherChannel默认情况下是基于源MAC地址的负载平衡；
（6）一个EtherChannel内所有的端口都必须具有相同的端口速率和双工模式，LACP只能是全双工模式；
（7）channel-group接口会自动继承最小物理接口，或最先配置的接口模式；
（8）cisco的交换机不仅可以支持第二层EtherChannel,还可以支持第三层EtherChannel。

配置端口聚合

Switch(config)#int port-channel 1  #开启聚合端口，端口编号为1
Switch(config-if)#switchport mode trunk 
Switch(config)#int range f0/1-2 #同时选中1，2两个接口
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on  #将1,2接口加入到聚合端口1中

配置流量均衡

Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#spanning-tree vlan 10 port-priority 16
Switch(config-if)#spanning-tree vlan 20 port-priority 32
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#spanning-tree vlan 10 port-priority 32
Switch(config-if)#spanning-tree vlan 20 port-priority 16