spanning-tree----pvst/pvst+

Posted 2020-12-17 meili333

讲过STP的原理之后，我们就要说一下实际的工作环境，

在实际工作中，很少有人会使用STP这样的公有标准（所有vlan共用一棵树）因为这有些不够灵活，

 

Cisco 私有协议 PVSTPVST+ 横空出世，

PVST ，针对每个VLAN，一棵树的原理进行设计，更加的灵活

PVST+，升级版，比PVST多三个高级特性，

（portfast,uplinkfast,backbonefast）后面会讲到

而这一切的定义，都是为了更加快速的进行完成收敛。

 

 

如下图所示，在一个网络拓扑中有两台汇聚和两台接入，

通常情况下我们是将STP的 根定义在汇聚/核心层的设备上，因为他们有更好的硬件水平，更高的传输速率，更优能性能，这一点是毋庸置疑的。

 

通过对两台汇聚交换机进行单独VLAN生成树，可以实现流量的负载分摊

 

STP 的原理我们已经明白，PVST就是把现有图看面是两棵树即可，切莫慌张 

可以把最原始的图看成是这样儿，针对于vlan 的不同环路，

 

这时就需要人为的去进行干预，将coresw1配置优先级，vlan10 的priority，为最高

                            将coresw2配置段先级，vlan20 的priority，为最高

而对于整个网络而言，备份根的角色也是相当重要的，不可能让一台接入层设备充当，还是应该选择汇聚层设备或者是核心层设备，那么此时，还要设置备份根的优先级

                            将coresw1 配置优先级，vlan 20 priority 4096(次优的)

                            将coresw2 配置优先级，vlan 10 priority 4096(次优的)

 

这样，BLK端口就会出现在接入层，也正是我们想要的了，

具体的配置思路如下：

 

1 确保所有接口trunk   //由于是承载着多个VLAN，所以trunk是必须的

2 所有交换机上配置相同的VLAN    //为了实现链路的切换，所以VLAN必须同步

3 配置stp的生成树模式     ////所有交换机上都要进行修改 （CISCO默认为rapid pvst，这个后面会讲）

4 修改vlan的优先级

5 验证

 

Coresw1

coresw1(config)#inter range g0/0 - 2

coresw1(config-if-range)#sw tr en dot

coresw1(config-if-range)#sw m tr                    ////接口开启trunk 

coresw1(config)#vlan 10,20 

coresw1(config)#spanning-tree mode pvst           ///修改生成树模式 

coresw1(config)#spanning-tree vlan 10 priority 0         //vlan10 为最优   

coresw1(config)#spanning-tree vlan 20 priority 4096      ///vlan20 为次优

 

Coresw2

coresw2(config)#inter range g0/0 - 2

coresw2(config-if-range)#sw tr en dot

coresw2(config-if-range)#sw m tr 

coresw2(config)#vlan 10,20 

coresw2(config)#spanning-tree mode pvst 

coresw2(config)#spanning-tree vlan 20 priority 0             ///vlan 20 为最优

coresw2(config)#spanning-tree vlan 10 priority  4096        ///vlan 10 为次优

 

Sw1

sw1(config)#inter range e0/0 - 1

sw1(config-if-range)#sw tr en dot

sw1(config-if-range)#sw m tr

sw1(config)#vlan 10,20

sw1(config)#spanning-tree mode pvst

 

Sw2

sw2(config)#inter range e0/0 - 1

sw2(config-if-range)#sw tr en dot

sw2(config)#vlan 10,20

sw2(config)#spanning-tree mode pvst

 

 

在sw1上看vlan10的生成树，应该是E0/1被BLK

在sw2上看vlan20的生成树，应该是E0/0被BLK

 

验证： 

sw1#show spanning-tree vlan 10

 

VLAN0010

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    10

             Address     5000.0001.0000

             Cost        100

             Port        1 (Ethernet0/0)

             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

 

  Bridge ID  Priority    32778  (priority 32768 sys-id-ext 10)

             Address     aabb.cc00.3000

             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  300 sec

 

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Et0/0               Root FWD 100       128.1    Shr

Et0/1               Altn BLK 100        128.2    Shr 

 

sw2#show spanning-tree vlan 20

VLAN0020

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    20

             Address     5000.0002.0000

             Cost        100

             Port        2 (Ethernet0/1)

             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

 

  Bridge ID  Priority    32788  (priority 32768 sys-id-ext 20)

             Address     aabb.cc00.4000

             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  300 sec

 

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Et0/0               Altn BLK 100        128.1    Shr

Et0/1               Root FWD 100       128.2    Shr

 

下面来说一下PVST+的三个高级特性

 

1 什么是portfast？

2 干什么用的？

3 用在哪里？

 

答：1 portfast,为快速端口，2 主要是为了节省收敛时间的，

主要配置在连接终端设备上接口，因为这些接口根本就不需要去STP的计算，直接转发即可

我们都知道，交换机的一个接口从down到fwd，的时间是50s

Down ----------listening---------learining--------forwarding

                 20s           15s        15s

而portfast的出现，就是解决后面的这30s  从侦听到转发的30秒

 

 

  

SW3（也就是sw1）的E0/2口连接着VPC5，

默认情况下

 

 

 

06:06:11进入listening

06:06:26进入learning

06:06:41进入forwarding

 

如果开启了portfast 呢？

 

可以看到，对这个下联接口进行no shutdown后

Debug的显示信息为 跳到forwarding from blocking，

意思是直接从BLK 跳到了FWD,完全不用再进行计算。这就是portfast

 

注意：portfast，是用在连接终端的接口上的，（PC,SERVER，只要不是交换机就行）

配置命令

sw1(config)#spanning-tree portfast edge default

在全局配置模式下开启，则针对此设备上的所有access口进行配置，

其中edge为边缘的意思

 

 

2Uplinkfast（用来检测直连链路故障，并能够快速进行收敛BLK端口）

同样节省的是30s  （listening----learning----forwarding）

 

由于stp计算得出的BLK 端口，在检测到原链路出现故障，那么BLK 端口会快速的进行切换，从BLK跳到FWD 状态

这就是uplinkfast的特性

 

 

 

 

3最后一个是backbonefast

什么是backbonefast? 有什么用？在哪里开启？

Backbonefast，主要用于间接链路检测，

 

比如coresw1和coresw2之间的链路，出现故障时,

Coresw2就会向全网发送bpdu,（10次，2s一次，共20s）20秒过后，认为自己是大哥（ROOT）而这时sw3收到来自coresw2时发现coresw1 并没有挂，所以会丢弃coresw2发来过来的这个BPDU信息，然而，同时，由于coresw1和coresw2的链路故障，SW3也会开启e0/1(之前被blk的端口)改为DP,

 

 

 

本图中由于开启debug有些迟了，所以只看到了这几个~

 

简短一些说，就是备份根检测到和主根的链路故障，就认为主根挂了，发布BPDU，说自己是老大，而下面的小弟看到原来的老大并没有死，把它想当老大的这个消息丢弃，而同时开启和备份根相连的接口，为DP状态，为备份根和主根联系用。

从此备份根和主根的关系也就不再那么“熟悉”，而需要下面这台非根进行连接，并且也不存在环路了

 

 

 

 

 这里要注意一下，如果老大真的挂了，那么备份根也就成为了真正的根桥。下面的小弟，sw3上的e0/1口也就又改变了一个身份，改为RP，因为coresw2是根。

 

以上就是关于pvst和pvst+的介绍了~

 

 

问题引入，

1 如果Portfast接口接入桥优先级更高的交换机会发生怎样的变化？

2 如果根桥设备上接入优先级更高的设备会怎么样？

3 这一切都够快吗？

4 汇聚设备上，两台相连可否使用更高的链路带宽？

 

 

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