谈谈生成树、交换机内的生成树算法

“生成树”资料 

交换机内的生成树算法(STA)使你可以创建一条备用链路（当网络中存在多台交换机时）

。在主链路正常工作时，备用链路处于空闲状态（不工作）；只有在主链路出现问题时

，备用链路才不需要任何人工干预自动地接替主链路。这种自动重构的功能，使得网络

上的用户能够最大限度地与网络保持正常的连接。生成树算法较复杂，所以，建议最好

在充分研究理解其之后，再更改其一些设置。请仔细阅读并理解下述内容之后，再去更

改交换机上的生成树的默认设置。

网络环路的侦测和预防（Network loop detection and prevention）：任何两个局域网

之间应该只有一条路径，否则，网络中将出现环路。如果存在着多于一条的路径，那么

生成树算法将会侦测到环路的发生，并自动选择开销值（c ost）最低的那条路径作为可

使用的路径（主链路），而阻断其它路径，将它们作为备用路径（备用链路）。

自动拓扑重构（Automatic topology re-configuration）：当主链路出现故障时，生成

树算法将自动启用备用链路，重构网络结构。

生成树的级别（STA Operation Levels）

生成树有两种工作级别：桥级别（bridge level）和端口级别（port level）。在桥一

级上，生成树算法为每台交换机计算桥的标志级数（Bridge Identifier），然后设定根

桥（Root Bridge）和指定桥（Designated Bridges）。而在端口一级上，生成树算法设

定根端口（Root Port）和指定端口（Designated Ports）。详述如下：

在桥一级上（On the Bridge Level）：

根桥（Root Bridge）：具有最小桥标志级数的（lowest Bridge Identifier）交换机是

根桥（Root Bridge）。当然，你希望根桥是环路中所有交换机当中最好的一台（交换机

），以保证能够提供最好的网络性能和可靠性。

桥标志级数（Bridge Identifier）：桥标志级数是桥的优先级（Bridge Priority）和

交换机的MAC地址的综合数值，其中桥的优先级（Bridge Priority）是一个你可以设定

的参数。例如，“4 00 80 C8 00 01 00”中的“4”是桥的优先级，“00 80 C8 00 01

00”是交换机的MAC地址。交换机的桥标志级数越低，则交换机的优先级越高，这样可

以增加其成为根桥的可能性。

指定桥（Designated Bridge）：在每个网段中，到根桥（Root Bridge）的路径开销最

低的（lowest Root Path Cost）桥将成为指定桥（Designated Bridge），数据包将通

过它转发到网段。一旦所有的交换机具有相同的根路径开销（Root Path Cost），那么

具有最低的桥标志级数的（lowest Bridge Identifier）交换机才会被定为指定桥（De

signated Bridge）。

根路径开销（Root Path Cost）：一台交换机的根路径开销（Root Path Cost）是根端

口（Root Port）的路径开销（Path Cost）与数据包经过的所有交换机的根路径开销（

Root Path Cost）之和。根桥（Root Bridge）的根路径开销（Root Path Cost）是零。 

桥的优先级（Bridge Priority）：是一个用户可以设定的参数。设定的值越小，优先级

越高。交换机具有越高的优先级，才越有可能成为根桥。

在端口一级上（On the Port Level）：

根端口（Root Port）：每台交换机都有一个根端口（Root Port），这个端口到根桥的

路径开销最低。一旦多个端口具有相同的到根桥的路径开销时，那么具有最低的端口标

志级别的才会成为根端口。

指定端口（Designated Port）：指定端口就是指定桥（Designated Bridge）上的端口

。

端口优先级（Port Priority）：数值越小，端口的优先级就越高。具有越高端口优先级

，才越有可能成为根端口。

路径开销（Path Cost）：这是一个可变的参数，它将随着生成树中的设定值的变化而变

化。依据STA的默认参数值，每个1000Mbps网段有一个指定的路径开销值为4 ，100Mbps

网段的路径开销值19，10Mbps网段的路径开销值100。

生成树参数（STA Parameters）

生成树的参数用户可以根据自己的需要进行修改，但是建议最好使用出厂时的默认设置

。除非确实需要对出厂设置值进行变动时，再去改动默认值。用户可以改动的生成树参

数有如下几个：

桥优先级（Bridge Priority）：数值范围从0到65535。“0”的优先级最高。

呼叫时间（Bridge Hello Time）：数值范围从1秒到10秒。是指根桥向其它所有交换机

发出BPDU数据包的时间间隔，以告知其它所有交换机它是根桥。如果你的交换机还未是

根桥时为其设置了呼叫时间，那么，一旦你的交换机成为根桥，该呼叫时间就会派上用

处。

注意：呼叫时间不能大于桥的最大老化时间（Max. Age），否则，将出现错误信息。

最大的桥老化时间（Bridge Max. Age）：数值范围从6秒到40秒。如果在超出最大老化

时间之后，还没有收到根桥发出的BPDU数据包，那么，在允许的条件下你的交换机将充

当根桥向其它所有的交换机发出B PDU数据包。如果交换机确实具有最小的桥标志级数，

那么，它将随之成为根桥。

桥转发时延（Bridge Forward Delay）：数值范围从4秒到30秒。是指交换机的端口从阻

塞状态转为转发状态所用的监听时间。

当你欲变动生成树参数时，请一定记住下述公式：

最大的桥老化时间≤ 2 x（桥转发时延 – 1秒）

即：Max. Age ≤ 2 x (Forward Delay - 1 second)

最大的桥老化时间≥ 2 x（呼叫时间 + 1秒）

即：Max. Age ≥ 2 x (Hello Time + 1 second)

端口优先级（Port Priority）：数值范围从0到255。数值越小，那么该端口越可能成为

根端口。