stp生成树协议中pid端口优先级的问题

Question

pid中高4位表示端口优先级。然后又说端口优先级的范围是0到240。4位不是最多表示到15吗。有人能解答一下吗，谢谢

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在STP（Spanning Tree Protocol）中，PID（Port Identifier）是一个用于确定交换机端口在网络中的相对优先级的标识符。PID由两部分组成：2字节的桥ID（Bridge ID）和2字节的端口ID（Port ID）。其中，端口ID由两部分构成：高4位表示端口优先级（Port Priority），低12位表示端口号（Port Number）。

对于端口优先级来说，确实是通过4位二进制来表示的。按照常规理解，4位二进制最多可以表示从0到15（即2^4 - 1）的数值。然而，在STP中，端口优先级的取值范围被扩展到了0到240（即16 * 15）。

这是如何实现的呢？在实际应用中，STP并没有简单地将这4位看作一个无符号整数，而是将其解释为一个带符号的整数。这样做的好处是可以利用负数来扩大可选范围。具体而言，前3位用来表示正数（0-7），最高位（第4位）作为符号位，0代表正数，1代表负数。所以，我们有：

• 正数范围：0（0000）到7（0111），共8个值。
• 负数范围：-8（1000）到-1（1111），也是8个值。

将两者相加，我们得到总共16个不同的值。每个值乘以15（因为负数乘以15会得到-240到-1的范围），就得到了端口优先级的完整范围0到240。

因此，即使只有4位，通过这种方式也可以表达出0到240的端口优先级。例如，端口优先级为10的二进制表示为0b1010，转换成十进制就是10。同样，端口优先级为200的二进制表示为-8（0b1000）乘以15，即-120，转换成十进制后加上240（2的4次方减去1）得到200。

需要注意的是，这种特殊的编码方式并不常见，但在STP这样的网络协议中，为了适应特定的需求，可能会采用一些非标准的方法来扩展数据的表示范围。