石河子大学信息科学与技术学院<网络技术>课程设计成果报告2014—2015学年第一学期题目名称：利用快速生成树协议（RSTP）实现现交换机之间的冗余链路备份专业：计算机科学与技术班级：计科2012（一）班学号： 2012508013 学生姓名：蒋能凯指导教师：曹传东完成日期：二○一五年一月七日目录一课题介绍 ......................................................................................................................................................... - 3 -1.1 课题名称 ............................................................................................................................................... - 3 -1.2 课题简介 ............................................................................................................................................... - 3 -1.3 课题拓展 ............................................................................................................................................... - 3 - 二RSTP简介....................................................................................................................................................... - 3 - 三实验环境介绍 ................................................................................................................................................. - 5 -3.1 实验软硬件环境 ................................................................................................................................... - 5 -3.2 实验参数 ............................................................................................................................................... - 5 -3.3 实验拓扑图 ........................................................................................................................................... - 8 - 四实验内容 ......................................................................................................................................................... - 8 - 五实验详细步骤 ................................................................................................................................................. - 9 -5.1 绘制实验拓扑 ....................................................................................................................................... - 9 -5.2 交换机及PC的基本配置 .................................................................................................................... - 9 -5.3 Spanning-tree 的配置.......................................................................................................................... - 13 -5.3 链路测试 ............................................................................................................................................. - 14 - 六课题总结 ....................................................................................................................................................... - 17 - 附录A 参考文献................................................................................................................................................ - 18 -一课题介绍1.1 课题名称配置利用快速生成树协议（RSTP）实现交换机之间的冗余链路备份1.2 课题简介要求在CISCO Packet Tracer 模拟配置软件中仅使用命令窗口，不能使用对话框配置，本任务要求使用三台交换机（两种型号）两两之间构建冗余的两条链路，并通过修改设备优先级、最短路径开销、端口优先级等人为调整RSTP快速生成树协议过程，记录使用show、ping -t 命令查看某条路径断开后的情况。
1.3 课题拓展在实现基本的三台交换机实现同一VLAN中主机通信的链路备份后，尝试三台以上，两个以上VLAN主机间通信链路的备份，设置端口优先级来指定默认链路，但是由于最短路径开销无法再Cisco Packet Tracer上模拟，故此项功能在实验中无法完成。
二RSTP简介生成树协议（spanning-tree），作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题。
生成树协议是利用SPA算法（生成树算法）在存在交换环路的网络中生成一个没有环路的树形网络。
运用该算法将交换网络冗余的备份链路逻辑上断开，当主要链路出现故障时，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发。
生成树协议目前常见的版本有STP（生成树协议IEEE802.1d）、RSTP(快速生成树协议IEEE802.1w)、MSTP（多生成树协议IEEE802.1s）。
生成树协议的特点是收敛时间长。
当主要链路出现故障以后，到切换到备份链路需要50秒的时间。
快速生成树协议（RSTP）在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替换端口（alternate Port）和备份端口（backup Port），分别做为根端口（root Port）和指定端口（designed Port）的冗余端口。
当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口。
从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。
RSTP可以和早前的STP协议共同工作。
不过，需要指出的是当与早期的网桥互操作时，802.1w会失去其固有的快速收敛的好处。
每一个端口都维护着一个变量，用于定义相应网段的协议。
在端口激活时，一个3秒的迁移延时定时器也会同时启动。
当定时器运行时，端口当前的STP或RSTP模式会被锁定。
当迁移定时器过期时，端口会适应为它所收到的下一个BPDU的相应模式。
如果端口是由于收到BPDU而改变操作模式，迁移延时会重新开始。
这就限制了可能的频繁改变模式。
图 1 RSTP演示举例来说，假设上图中桥A和B在运行RSTP，桥A为该段的Designated端口。
一个运行早期STP的桥C被引入该链路。
由于802.1D网桥忽略RSTP BPDU并丢弃它们，C认为该段中没有其他的网桥，并开始发送它的次优的802.1D格式的BPDU。
当桥A收到这些BPDU，最大两倍hello-time以后，该端口会改变为802.1D模式。
因此，现在C可以理解桥A的BPDU，并接收A作为该段的指定网桥。
图 2 RSTP演示注意在特定情况下，如果移去桥C，桥A的那个端口仍然运行在STP模式，尽管它和它唯一的邻居B运行RSTP会更有效。
这是因为桥A不知道桥C从网段中移去。
对这种特殊（而很少见）的情况，需要用户手工干预以重启该端口的协议探测。
当一个端口运行在802.1D兼容模式时，它可以处理拓扑改变通知（TCN）BPDU和设置了TC或TCA标志位的BPDU。
RSTP（IEEE 802.1w）生来就包括大部分思科对802.1D生成树的私有增强，比如BackboneFast, UplinkFast和PortFast。
RSTP在正确配置的网络中可以获得快速的收敛，有时在几百毫秒左右。
传统的802.1D定时器，比如转发延时和最大老化时间，仅仅用于备用。
如果点对点和边缘端口被正确的识别和被管理员正确设定，就不再需要这些定时器。