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 Protocol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

 

 

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。

(3) 选择指定端口 (designated ports)

选择完根网桥和每台交换机的根端口后，一个数行结构已初步形成，但是，所有的链路仍连接在一起，并可能都处于活动状态，最后导致形成环路，为了消除网桥回路形成的可能， STP 进行最后的计算，在每一个网段上选择一个指定端口，选择指定端口的依据与根端口相同，按顺序有 3 个：

(1) 根路径成本较低

(2) 所在的交换机的网桥 ID 的值较小

(3) 端口 ID 的值较小

在 STP 选择指定端口的时候，首先比较同一网段上的端口中根路成本最低的，也就是到达根网桥最近的端口作为指定端口，当根路径成本相同的时候，比较这个端口所在的交换机的网桥 ID 值，选择一个网桥 ID 值小的交换机上的端口作为指定端口，当网桥 ID 相同的时候，也就是说，有几个位于同一交换机上的端口时，比较端口 ID 值，选择较小的作为指定端口，另外，跟网桥上的接口都是指定端口，因为跟网桥上端口的根路径成本为 0

前面所说的 STP 是交换机自动运行的协议，那么有了以上的基础我们在了解一个基于 VLAN 的生成树协议， PVST

PVST 是 cisco 的私有协议， PVST 为每个虚拟局域网运行单独的生成树实例， PVST 为每个 VLAN 使用独立的一个生成树实例，能优化根桥的位置，能为所有的 VALN 提供最优路径。

前面讲过，交换机自动运行 STP ，那么，为什么还要配置呢？

因为在交换网络中，如果一个根网桥不稳定，那么这个网络就需要经常进行 STP 的运算，经常变化逻辑拓扑，因此，可以说，如果网络中有一个不稳定的个网桥，就会有一个不稳定的网络，而在交换机选择根网桥的时候，因为网桥 ID 中优先级字段如果不进行修改，都会使用默认值，那么选择的依据就是交换机的 MAC 地址，而 MAC 地址是一个随机的数字，很可能就会碰到这种情况，网络中最边缘的交换机被选择成了根网桥，因此，虽然生成在交换机中自动运行，但是，合理的配置能够对网络进行优化

除了配置网络中比较稳定的交换机为根网桥外， PVST 的配置主要还有以下几个方面

(1) 利用 PVST 实现网络的负载分担

(2) 配置上行速链路，实现备份的上行链路快速恢复

(3) 配置速端口，使连接终端的端口快速进入到专发状态

我们来具体配置一下PVST

参考命令：

Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list // 启用生成树

Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root primary|secondary // 配置交换机为根网桥

Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list priority bridge-priority // 修改交换机优先级

Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list cost cost // 修改端口路径成本

Switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list port-priority priority // 修改端口优先级

Switch(config)#spanning-tree uplinkfast // 配置上行速链路

Switch(config-if)#spanning-tree portfast // 配置端口速链路

Switch(config)#interface range FastEthernet fashethernet-list // 进入指定的一组端口

Switch(config-if-range)#channel-group group-number mode on // 配置以太网通道

Switch#show spanning-tree // 查看 PVST 的配置信息

Switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail // 查看某个 VLAN 的生成树详细信息

配置实例：

Sw1(config)#vtp domain benet

Sw1(config)#vtp password cisco

Sw1(config)#vtp mode client

Sw1(config)#vtp pruning

Sw1(config)#spanning-tree uplinkfast // 配置上行速链路

Sw1(config)#interface f0/1

Sw1(config-if)#switchport mode trunk

Sw1(config)#interface f0/2

Sw1(config-if)#switchport mode trunk

Sw2(config)#vtp domain benet

Sw2(config)#vtp password cisco

Sw2(config)#vtp mode client

Sw2(config)#vtp pruning

Sw2(config)#spanning-tree uplinkfast // 配置上行速链路

Sw2(config)#interface f0/1

Sw2(config-if)#switchport mode trunk

Sw2(config)#interface f0/2

Sw2(config-if)#switchport mode trunk

Sw3(config)#vtp domain benet

Sw3(config)#vtp password cisco

Sw3(config)#vtp pruning

Sw3(config)#exit

Sw3#vlan database

Sw3(vlan)#vlan 1 name vlan1

Sw3(vlan)#vlan 2 name vlan2

Sw3(vlan)#vlan 3 name vlan3

Sw3(vlan)#vlan 4 name vlan4

Sw3(vlan)#exit

Sw3#config terminal

Sw3(config)#interface f0/1

Sw3(config-if)#switchport mode trunk

Sw3(config)#interface f0/2

Sw3(config-if)#switchport mode trunk

Sw3(config)#interface f0/3

Sw3(config-if)#switchport mode trunk

Sw3(config)#interface f0/4

Sw3(config-if)#switchport mode trunk

Sw3(config)#spanning-tree vlan 1 root primary // 配置成 primary 优先级为 24576

Sw3(config)#spanning-tree vlan 2 root primary // 配置成 primary 优先级为 24576

Sw3(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary // 配置成 secondary 优先级为 28672

Sw3(config)#spanning-tree vlan 4 root secondary // 配置成 secondary 优先级为 28672

Sw3(config)#interface range fastEthernet 0/3 – 4 // 进入指定端口

Sw3(config-if-range)#channel-group 1 mode on // 配置以太网通道

Sw4(config)#vtp domain benet

Sw4(config)#vtp password cisco

Sw4(config)#vtp pruning

Sw4(config)#iinterface f0/1

Sw4(config-if)#switchport mode trunk

Sw4(config)#iinterface f0/2

Sw4(config-if)#switchport mode trunk

Sw4(config)#iinterface f0/3

Sw4(config-if)#switchport mode trunk

Sw4(config)#iinterface f0/4

Sw4(config-if)#switchport mode trunk

Sw4(config-if)#exit

Sw4(config)#spanning-tree vlan 1 priority 28672 // 配置 vlan 1 的优先级为 28672

Sw4(config)#spanning-tree vlan 2 priority 28672 // 配置 vlan 2 的优先级为 28672

Sw4(config)#spanning-tree vlan 3 priority 24576 // 配置 vlan 3 的优先级为 24576

Sw4(config)#spanning-tree vlan 4 priority 24576 // 配置 vlan 4 的优先级为 24576

Sw4(conifig)#interface range fasEthernet 0/3 – 4

Sw4(config-if-range)#channel-group 1 mode on

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.