实验 5.5.1：基本生成树协议
拓扑图
地址表
设备
接口IP 地址子网掩码默认网关（主机名）
1 172.17.10.1 255.255.255.0 不适用
S1 VLAN
1 172.17.10.
2 255.255.255.0 不适用
S2 VLAN
1 172.17.10.3 255.255.255.0 不适用
S3 VLAN
PC1 网卡172.17.10.21 255.255.255.0 172.17.10.254
PC2 网卡172.17.10.22 255.255.255.0 172.17.10.254
PC3 网卡172.17.10.23 255.255.255.0 172.17.10.254
PC4 网卡172.17.10.27 255.255.255.0 172.17.10.254
学习目标
完成本实验后，您将能够：
?根据拓扑图进行网络布线
?删除启动配置并重新加载默认配置，将交换机设置为默认状态
?执行交换机上的基本配置任务
?观察并解释生成树协议（STP，802.1D）的默认行为
?观察对生成树拓扑变化的响应
任务 1：执行基本交换机配置
步骤 1：根据拓扑图所示完成网络电缆连接。
您可使用实验室中现有的、具有拓扑图中所示接口的交换机。本实验中的输出来自 Cisco 2960 交换机。其它型号的交换机可能会产生不同的输出。
建立到所有三台交换机的控制台连接。
步骤 2：清除交换机的所有配置。
清除 NVRAM、删除 vlan.dat 文件并重新加载交换机。请参阅实验 2.5.1 了解相关步骤。重新加载完成后，使用show vlan特权执行命令确认只存在默认 VLAN，并且所有端口都已分配给 VLAN 1。
S1#show vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- ----------------------------- 1 default active Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12 Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15,Fa0/16 Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19,Fa0/20 Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23,Fa0/24 Gig0/1, Gig0/2
1002 fddi-default active
1003 token-ring-default active
1004 fddinet-default active
1005 trnet-default active
步骤 3：配置基本交换机参数。
根据以下指导原则配置 S1、S2 和 S3 交换机：
?配置交换机主机名。
?禁用 DNS 查找。
?将执行模式口令配置为class。
?为控制台连接配置口令cisco。
?为 vty 连接配置口令cisco。
（S1 显示的输出）
Switch>enable
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname S1
S1(config)#enable secret class
S1(config)#no ip domain-lookup
S1(config)#line console 0
S1(config-line)#password cisco
S1(config-line)#login
S1(config-line)#line vty 0 15
S1(config-line)#password cisco
S1(config-line)#login
S1(config-line)#end
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
S1#copy running-config startup-config
Destination filename [startup-config]?
Building configuration...
[OK]
任务 2：准备网络
步骤 1：使用 shutdown 命令禁用所有端口。
使用shutdown命令确保交换机端口初始状态为非活动状态。使用interface-range命令可简化此任务。
S1(config)#interface range fa0/1-24
S1(config-if-range)#shutdown
S1(config-if-range)#interface range gi0/1-2
S1(config-if-range)#shutdown
S2(config)#interface range fa0/1-24
S2(config-if-range)#shutdown
S2(config-if-range)#interface range gi0/1-2
S2(config-if-range)#shutdown
S3(config)#interface range fa0/1-24
S3(config-if-range)#shutdown
S3(config-if-range)#interface range gi0/1-2
S3(config-if-range)#shutdown
步骤 2：以接入模式重新启用 S1 和 S2 上的用户端口。
参考拓扑图，确定 S2 上供最终用户设备接入的交换机端口有哪些。这三个端口将配置为接入模式，并通过no shutdown命令启用。
S1(config)#interface fa0/3
S1(config-if)#switchport mode access
S1(config-if)#no shutdown
S2(config)#interface range fa0/6, fa0/11, fa0/18
S2(config-if-range)#switchport mode access
S2(config-if-range)#no shutdown
步骤 3：在 S1、S2 和 S3 上启用中继端口
本实验只使用一个 VLAN，但是交换机之间的所有链路上均已启用中继，以备将来加入额外的 VLAN。
S1(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2
S1(config-if-range)#switchport mode trunk
S1(config-if-range)#no shutdown
S2(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2
S2(config-if-range)#switchport mode trunk
S2(config-if-range)#no shutdown
S3(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2
S3(config-if-range)#switchport mode trunk
S3(config-if-range)#no shutdown
步骤 4：在所有三台交换机上配置管理接口地址。
S1(config)#interface vlan1
S1(config-if)#ip address 172.17.10.1 255.255.255.0
S1(config-if)#no shutdown
S2(config)#interface vlan1
S2(config-if)#ip address 172.17.10.2 255.255.255.0
S2(config-if)#no shutdown
S3(config)#interface vlan1
S3(config-if)#ip address 172.17.10.3 255.255.255.0
S3(config-if)#no shutdown
在交换机之间执行 ping 操作，检查这些交换机是否都已正确配置。从 S1 ping S2 和 S3 的管理接口。从S2 ping S3 的管理接口。
ping 是否成功？___________________________________________
若不成功，则排除交换机配置故障，然后重试。
任务 3：配置主机 PC
使用本实验开头部分地址表中的 IP 地址、子网掩码和网关配置PC1、PC2、PC3 和 PC4 的以太网接口。任务 4：配置生成树
步骤 1：检查 802.1D STP 的默认配置。
在每台交换机上，使用show spanning-tree命令列出其上的生成树表。根选举取决于实验中每台交换机的 BID，因而会产生不同的输出结果。
S1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980 这是根交换机的 MAC 地址
This bridge is the root
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0019.068d.6980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Desg FWD 19 128.3 P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.4 P2p
Fa0/3 Desg FWD 19 128.5 P2p
S2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 001b.0c68.2080
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p
Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p
Fa0/11 Desg FWD 19 128.11 P2p
Fa0/18 Desg FWD 19 128.18 P2p
S3#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 001b.5303.1700
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p
步骤 2：检查输出。
存储在生成树 BPDU 中的网桥标识符（网桥 ID）包含网桥优先级、系统 ID 扩展和 MAC 地址。网桥优先级与系统 ID 扩展的组合或两者相加之和称为网桥 ID 优先级。系统 ID 扩展始终等于 VLAN 号。例如，VLAN 100 的系统 ID 扩展为 100。如果使用默认网桥优先级值 32768，则 VLAN 100 的网桥 ID 优先级为 32868 (32768 + 100)。
show spanning-tree 命令可显示网桥 ID 优先级的值。注意：括号中的“优先级”值的第一部分代表网桥优先级值，第二部分代表系统 ID 扩展的值。
根据输出回答下列问题。
1. VLAN 1 上交换机 S1、S2 和 S3 的网桥 ID 优先级分别是多少？
a. S1 _______
b. S2 _______
c. S3 _______
2. 哪台交换机是 VLAN 1 生成树的根？ ________________
3. S1 上哪些生成树端口处于阻塞状态？_________________无
4. S3 上哪些生成树端口处于阻塞状态？_________
5. STP 根据什么选择根交换机？_________________________
6. 由于这些网桥的优先级全部相同，交换机会另外根据哪项信息来确定根网桥？
________________________
任务 5：观察 802.1D STP 对拓扑变化的响应
现在让我们来观察当我们特意模拟断开链路时会发生什么情况
步骤 1：使用 debug spanning-tree events 命令将交换机置于生成树调试模式下
S1#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
S2#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
S3#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
步骤 2：特意关闭 S1 上的端口 Fa0/1
S1(config)#interface fa0/1
S1(config-if)#shutdown
步骤 3：记录 S2 和 S3 的调试输出
S2#
1w2d: STP: VLAN0001 we are the spanning tree root
S2#
1w2d: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down
1w2d: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/1, changed state to down
S2#
1w2d: STP: VLAN0001 heard root 32769-0019.068d.6980 on Fa0/2
1w2d: supersedes 32769-001b.0c68.2080
1w2d: STP: VLAN0001 new root is 32769, 0019.068d.6980 on port Fa0/2, cost 38 1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/2
S3#
1w2d: STP: VLAN0001 heard root 32769-001b.0c68.2080 on Fa0/2
1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> listening
S3#
1w2d: STP: VLAN0001 Topology Change rcvd on Fa0/2
1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/1
S3#
1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> learning
S3#
1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/1
1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> forwarding
如果从 S2 连接到根交换机的链路出现中断，S2 关于生成树根桥的最初判断是怎样的？
______________________
一旦 S2 在 Fa0/2 上收到新信息，S2 会得出什么结论？____________________
在 S2 和 S1 之间链路出现中断之前，S3 上的端口 Fa0/2 一直处于阻塞状态。拓扑发生变化后，此端口将依次经过哪些状态？ __________________________________
步骤 4：使用 show spanning-tree 命令检查生成树拓扑中发生了什么变化
S2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980
Cost 38
Port 2 (FastEthernet0/2)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 001b.0c68.2080
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/2 Root FWD 19 128.2 P2p
Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p
Fa0/11 Desg FWD 19 128.11 P2p
Fa0/18 Desg FWD 19 128.18 P2p
S3#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee
Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980
Cost 19
Port 1 (FastEthernet0/1)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 001b.5303.1700
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p
Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p
根据输出回答下列问题。
1. S2 转发流量的路径发生了什么变化？ __________________________________
2. S3 转发流量的路径发生了什么变化？___________________________________
任务 6：发出 show run 命令，记录下每台交换机的配置。
S1#show run
!<省略输出>
!
hostname S1
!
!
interface FastEthernet0/1
switchport mode trunk
!
interface FastEthernet0/2
switchport mode trunk
!
interface FastEthernet0/3
switchport mode access
!
! <省略输出>
!
interface Vlan1
ip address 172.17.10.1 255.255.255.0
!
end
S2#show run
!<省略输出>
!
hostname S2
!
!
interface FastEthernet0/1
switchport mode trunk
!
interface FastEthernet0/2
switchport mode trunk
!
! <省略输出>
!
interface FastEthernet0/6
switchport mode access
!
interface FastEthernet0/11
switchport mode access
!
interface FastEthernet0/18
switchport mode access
!
!
interface Vlan1
ip address 172.17.10.2 255.255.255.0
!
end
S3#show run
!<省略输出>
!
hostname S3
!
!
interface FastEthernet0/1
switchport mode trunk
!
interface FastEthernet0/2
switchport mode trunk
!
!
! <省略输出>
!
interface Vlan1
ip address 172.17.10.3 255.255.255.0
!
end
任务 7：课后清理
删除配置，然后重新启动交换机。拆下电缆并放回保存处。对于通常连接到其它网络（例如学校 LAN 或Internet）的 PC 主机，请重新连接相应的电缆并恢复原有的 TCP/IP 设置。
STP生成树协议原理及配置—从入门到精通 生成树协议（Spanning-Tree Protocol，以下简称STP）是一个用于在局域网中消除环路的协议。运行该协议的交换机通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并适当对某些端口进行阻塞以消除环路。由于局域网规模的不断增长，STP已经成为了当前最重要的局域网协议之一。 STP的算法 STP将一个环形网络生成无环拓朴的步骤： 选择根网桥（Root Bridge） 选择根端口（Root Ports） 选择指定端口（Designated Ports） 选择根网桥的依据 网桥ID（BID） 网桥ID是唯一的，交换机之间选择BID值最小的交换机作为网络中的根网桥 STP选择根网桥举例 根据网桥ID选择根网桥 选择根端口的依据 在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口 选择根端口的依据是： 根路径成本最低 直连（上游）的网桥ID最小 端口（上游）ID最小 根路径成本 根路径成本（开销）－是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和，默认10M/100M自适应的路径开销为200000 STP选择根端口举例 在非根桥上，选择一个根端口（RP） 选择指定端口的依据 在每个网段上，选择1个指定端口 根桥上的端口全是指定端口 非根桥上的指定端口： 根路径成本最低
端口所在的网桥的ID值较小 端口ID值较小 STP选择指定端口举例 在每个网段选择1个指定端口（DP） STP计算结果 经过STP计算，最终的逻辑结构为无环拓朴 STP举例 经过STP计算后的逻辑拓朴 BPDU（桥协议数据单元） 交换机之间使用BPDU来交换STP信息 BPDU Bridge Protocol Data Unit －桥协议数据单元 使用组播发送BPDU，组播地址为： 01-80-c2-00-00-00 BPDU分为2种类型： 配置BPDU －用于生成树计算 拓朴变更通告（TCN）BPDU －用于通告网络拓朴的变化 BPDU包含的关键字段 STP使用BPDU选择根网桥2-1 交换机启动时，假定自己是根网桥，在向外发送的BPDU中，根网桥ID 字段填写自己的网桥ID STP使用BPDU选择根网桥2-2 当接收到其他交换机发出的BPDU后，比较网桥ID，选择较小的添加到根网桥ID中 STP使用BPDU计算根路径成本2-1 根网桥发送根路径成本为0的BPDU STP使用BPDU计算根路径成本2-2 其他交换机接收到根网桥的BPDU后，在根路径成本上添加接收接口的路径成本，然后转发 生成树端口的状态 生成树计时器 STP状态机 在STP选举过程中，端口是不能转发用户数据的。端口一开始处于阻塞状态，这个状态只能接收BPDU；
实验八生成树配置--生成树协议STP 1、实验名称 生成树协议STP。 2、实验目的 理解生成树协议STP的配置及原理。 3、背景描述 某学校为了开展计算机教学和网络办公，建立了一个计算机教室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组成内部校园网，为了提高网络的可靠性，网络管理员用2条链路将交换机互连，现要在交换机上做适当配置，使网络避免环路。 本实验以2台S2126G交换机为例，2台交换机分别命名为SwitchA, SwitchB。PC1与PC2在同一个网段，假设IP地址分别为192.168.0.137，192.168.0.136，网络掩码为255.255.255.0 。 4、实现功能 使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等。 5、实验拓扑 6、实验步骤 步骤1.在每台交换机上开启生成树协议并验证： SwitchA#configure terminal ！进入全局配置模式 SwitchA(config)#spanning-tree ！开启生成树协议 SwitchA(config)#end
SwitchAB#show spanning-tree interface fastthernet 0/1 ！显示交换机接口 PortState : forwarding ！显示接口fastthernet 0/1处于转发（forwarding ）状态
步骤2.设置生成树模式并验证测试。 SwitchB(config)#spanning-tree mode stp ！设置生成树模式为STP (802.1D) SwitchB#show spanning-tree 步骤3.设置交换机的优先级并验证测试。 SwitchA(config)#spanning-tree priority 4096 ！设置交换机SwitchA的优先级为 4096, 数值最小的交换机为根交换机（也称根桥），交换机SwitchB的优先级采用默认优先 级（32768），因此SwitchA将成为根交换机。
实验四、生成树协议 STP的应用实验 【相关知识】 1．生成树协议 STP简介 在局域网中，为了提高网络连接可靠性，经常提供冗余链路。所谓冗余链路就像公路、铁路一 样，条条道路通北京，这条不通走那条。例如在大型企业网中，多半在核心层配置备份交换机（网 桥），则与汇聚层交换机形成环路，这样做使得企业网具备了冗余链路的安全优势。但原先的交换机 并不知道如何处理环路，而是将转发的数据帧在环路里循环转发，使得网络中出现广播风暴，最终 导致网络瘫痪。 为了解决冗余链路引起的问题， IEEE802 通过了 IEEE 802.1d协议， 即生成树协议 （Spanning Tree Protocol，STP）。IEEE 802.1d协议通过在交换机上运行一套复杂的算法，使冗余端口置于“阻塞状 ，从而使网络中的计算机通信时只有一条链路生效，而当这个链路出现故障时，STP 将会重新计 态” 算出网络的最优链路，将“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接的稳定可靠。 生成树协议和其它协议一样，是随着网络的不断发展而不断更新换代的。在生成树协议发展的 过程中，老的缺陷不断被克服，新的特性不断被开发出来。按照功能特点的改进情况，习惯上生成 树协议的发展过程被分为三代： 第一代生成树协议：STP/RSTP 第二代生成树协议：PVST/PVST+ 第三代生成树协议：MISTP/MSTP 2．IEEE 801.1D生成树协议简介 生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）最初是由美国数字设备公司（DEC）开发的，后经 IEEE 修改并最终制定了 IEEE 802.1d标准。 STP 协议的主要思想是当网络中存在备份链路时，只允许主链路激活，如果主链路失效，备份 链路才会被打开。大家知道，自然界中生长的树是不会出现环路的，如果网络也能够像树一样生长 就不会出现环路。STP 协议的本质就是利用图论中的生成树算法，对网络的物理结构不加改变，而 在逻辑上切断环路，封闭某个网桥，提取连通图，形成一个生成树，以解决环路所造成的严重后果。 为了理解生成树协议，必先了解以下概念： （1）桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit，BPDU）：交换机通过交换 BPDU来获得建立 最佳树型拓扑结构所需的信息。生成树协议运行时， 交换机使用共同的组播地址 “01-80-C2-00-00-00”来发送 BPDU； （2）每个交换机有唯一的桥标识符（Brideg ID），由桥优先级和 MAC 地址组成； （3）每个交换机的端口有唯一的端口标识符（Port ID），由端口优先级和端口号组成； （4）对生成树的配置时，对每个交换机配置一个相对的优先级，对每个交换机的每个端口也配 置一个相对的优先级，该值越小优先级越高； （5）具有最高优先级的交换机被称为根桥（Root Bridge），如果所有设备都具有相同的优先级， 则具有最低 MAC 地址的设备将成为根桥； （6）网络中每个交换机端口都有一个根路径开销（Root Path Cost），根路径开销是某交换机到 根桥所经过的路径开销（与链路带宽有关）的总和； （7）根端口是各个交换机通往根桥的根路径开销最低的端口，若有多个端口具有相同的根路径 开销，则端口标识符小的端口为根端口； （8）在每个 LAN 中都有一个交换机被称为指定交换机（Designated Bridge），它是该 LAN 中与 根桥连接而且根路径开销最低的交换机； （9）指定交换机和 LAN 连接的端口被称为指定端口（Designated Port）。如果指定桥中有两个 以上的端口连在这个 LAN 上，则具有最高优先级的端口被选为指定端口。根桥上的端口都可以成为
快速生成树协议（802.1w） 注：本文译自思科的白皮书Understanding Rapid Spanning Tree Protocol（802.1w）. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 介绍 Catalyst 交换机对RSTP的支持 新的端口状态和端口角色 端口状态（Port State） 端口角色（Port Roles） 新的BPDU格式 新的BPDU处理机制 BPDU在每个Hello-time发送 信息的快速老化 接收次优BPDU 快速转变为Forwarding状态 边缘端口 链路类型 802.1D的收敛 802.1w的收敛 Proposal/Agreement 过程 UplinkFast 新的拓扑改变机制 拓扑改变的探测 拓扑改变的传播 与802.1D兼容 结论 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 介绍 在802.1d 生成树（STP）标准设计时，认为网络失效后能够在1分钟左右恢复，这样的性能是足够的。随着三层交换引入局域网环境，桥接开始与路由解决方案竞争，后者的开放最短路由协议（OSPF）和增强的内部网关路由协议（EIGRP）能在更短的时间提供备选的路径。 思科引入了Uplink Fast、Backbone Fast和Port Fast等功能来增强原始的802.1D标准以缩短桥接网络的收敛时间，但这些机制的不足之处在于它们是私有的，并且需要额外的配置。快速生成树协议（RSTP；IEEE802.1w）可以看作是802.1D标准的发展而不是革命。802.1D 的术语基本上保持相同，大部分参数也没有改变，这样熟悉802.1D的用户就能够快速的配置新协议。在大多数情况下，不经任何配置RSTP的性能优于思科的私有扩展。802.1w能够基于端口退回802.1D以便与早期的桥设备互通，但这会失去它所引入的好处。
实验3：交换机端口配置与生成树协议配 置
实验三：交换机端口配置与生成树协议配置 一、实验目的 掌握Quidway系列以太网交换机端口常见配置命令的使用方法、重点掌握端口聚合的配置命令的使用方法；掌握STP协议基本配置，通过改变交换机参数来改变生成树结构，从而进一步加深对STP协议的理解。 二、实验原理和内容 1、交换机的基本工作原理 2、配置交换机的方法和命令 3、STP的基本原理及配置 三、实验环境以及设备 环境一：2台交换机、2台Pc机、双绞线若干 环境二：4台交换机、2台Pc机、双绞线若干 四、实验步骤（操作方法及思考题） 0、在作实验前，请在用户视图下使用“reset saved-configuration”命令和“reboot” 命令分别将2台交换机的配置都清空，以免前一个班的实验留下的配置对本次实验产生影响。 1、请任选一台交换机，练习使用如下端口配置或显示命令，请把它们的语法和 功能写到实验报告中。 （1）description（1分） （2）duplex（1分） （3）speed（1分）
（4）flow-control（1分） （5）display interface（1分） 答：对以太网端口进行必要的描述：[Quidway-Ethernet0/1]description <任意词> 端口工作模式配置：[Quidway-Ethernet0/1] duplex { full | half | auto} 端口速率配置：[Quidway-Ethernet0/1] speed { 10 | 100 | 1000 | auto } 流量控制配置：[Quidway-Ethernet0/1] flow-control [Quidway-Ethernet0/1] undo flow-control 显示端口配置信息：[任意视图] display interface ethernet0/1 2、链路聚合配置： ?Skip Record If...? 图1：链路聚合配置 （1）请采用2台交换机组网，交换机之间通过3条双绞线互连，网络环境如图1所示（注：E0/1即为 Ethernet0/1端口,在39或36系列的交 换机上，是E1/0/1端口）。请分别在两台交换机上输入必要的命 令，实现三条链路的聚合。请把你所输入的命令写到实验报告中。 （两台交 （2）换机上的命令都要写）（10分） 答：SwitchA： SwitchB： [Quidway]sysname SwitchA [Quidway]sysname SwitchB [SwitchA]interface ethernet0/1 [SwitchB]interface ethernet0/1 [SwitchA -Ethernet0/1] duplex full [SwitchB -Ethernet0/1] duplex full [SwitchA -Ethernet0/1] speed 100 [SwitchB -Ethernet0/1] speed 100 [SwitchA-Ethernet0/1]return [SwitchA-Ethernet0/1]return
附件2： 北京理工大学珠海学院实验报告 ZHUHAI CAMPAUS OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 班级学号姓名指导教师成绩实验题目生成树协议故障排除实验时间 拓扑图 地址表
端口分配－ S2 学习目标 ?观察所有中继的初始状态 ?更正存在的错误 ?记录交换机配置 场景 拓扑图所示的冗余交换 LAN 由您负责维护。您和您的用户发现在网络高峰期延时会变长，经过分析，您怀疑是中继拥塞所致。您发现在所配置的六条中继中，只有两条在当前运行的默认 STP 配置中转发数据包。要解决此问题，就需要提高对可用中继的使用率。 任务1：观察所有中继的初始状态 在每台交换机上，使用show spanning-tree命令列出其上的生成树表。注意观察每台交换机上的转发端口，找出在默认配置中哪些中继没有被使用。您可以使用网络拓扑图来记录所有中继端口的初始状态。 任务2：更正存在的错误 修改生成树配置，使所有三条中继都能用上。假设三个用户LAN（10、20 和30）承载等量的流量。尝试找出一个解决方案，使三个用户VLAN 中的每一个都使用不同的一组端口进行转发。 要使本次练习得到正确评分，您必须满足以下条件： ?S1 成为VLAN 10 的根桥（优先级4096）、VLAN 20 的备用根桥（优先级16384）?S2 成为VLAN 20 的根桥（优先级4096）、VLAN 30 的备用根桥（优先级16384）?S3 成为VLAN 30 的根桥（优先级4096）、VLAN 10 的备用根桥（优先级16384） 任务3：记录交换机配置 实施完毕您的解决方案后，在每台交换机上捕获show run命令的输出并保存在文本文件中。
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 班 学
业： 级： 号：
计算机科学与技术 计科 2012（一）班 2012508013 蒋 曹 能 传 凯 东
学生姓名： 指导教师：
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 -
实验八生成树配置——生成树协议 一、实验名称 生成树协议STP 二、实验目的 理解生成树协议STP的配置及原理。 三、实验步骤 1、在每台交换机上开启生成树协议．例如对SwitchA做如下配置： SwitchA#configure terminal //进入全局配置模式 SwitchA(config)#spanning-tree //开启生成树协议 SwitchA(config)#end 验证测试：验证生成树协议已经开启 SwitchA#show spanning-tree //显示交换机生成树的状态
SwitchA#show spanning-tree interface fastthernet 0/1 //显示交换机接口fastthernet 0/1的状态 2、设置生成树模式 SwitchA(config)#spanning-tree mode stp //设置生成树模式为STP (802.1D) 验证测试：验证生成树协模式为802.1D SwitchA#show spanning-tree 3、设置交换机的优先级
SwitchA(config)#spanning-tree priority 4096 //设置交换机SwitchA的优先级为4096 验证测试：验证交换机SwitchA的优先级 SwitchA#show spanning-tree 4、综合验证测试 1、验证交换机SwitchB的端口F0/1和F0/1的状态 SwitchB#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1 //显示SwitchB的端口fastthernet 0/1的状态
STP 为什么会有stp 为了保证可靠，设计了一种环网拓扑，又因为交换机的工作原理，会出现环路问题，为了解决环路，才有了stp生成树 1 mac地址表震荡 2 广播风暴 作用：在保证可靠的基础上，解决环路问题 原理：阻塞端口（预备端口）通过选举阻塞端口，来防止环路 1 根桥（根交换机）： 1 比较每台交换机上的网桥id （优先级+mac地址）越小越优先 默认优先级 32768 修改优先级修改的时候要改成4096的倍数 交换机上有默认的stp版本为mstp （多实例生成树）stp （生成树）rstp (快速生成树) [系统]stp mode stp 修改stp的模式 Stp priority 4096 修改优先级 2 根端口：非根交换机到达根交换机的最优端口 比较规则 1 路径开销值 2 对端网桥id 3 对端对口id 4 本端端口id （hub） 3 指定端口：每条链路上到达根交换机最优端口根交换机上所有端口都是指定端口 比较规则 1 路径开销 2 本端网桥id
3 本端端口id （端口优先级和端口编号）端口优先级默认是128 4 剩下的端口就叫做阻塞端口 Stp中的报文交互 BPDU 桥协议数据单元 两种bpdu 1 配置bpdu 作用：用于角色（端口）选举 维护网络拓扑 2秒1次最多20秒20 秒没有根的回应，则认为根down掉 2 tcn bpdu 拓扑变化bpdu 作用：当拓扑发生变化时，会发tcn bpdu Bpdu 字段 1 bpdu flsges标识字段 Tca 位拓扑变化确认位 Tc 位拓扑变化位 发生变化时置1 2 root identifier 根网桥id 3 root path cost 到达根的开销值 4 bridge id 本交换机的网桥id 5 port id 端口id 0x8001 前面的80 代表优先级128 ， 01代表端口号 6 message age 消息寿命每经过一台交换机message age +1 7 max age 最大寿命 20 秒 8 hello time 2秒 9 forward delay 转发延迟 15秒 端口的状态变化 1 disable 开启stp时特点：不进行stp计算 2 blocking 阻塞端口直接进入blocking 状态 3 listening 非阻塞端口才进入侦听状态特点：加速mac地址表老化 中间有15秒的间隔时间，目的是为了加速mac地址表老化，mac地址表老化时间300秒 4 learning 学习状态 中间有相隔15秒的时间，加速mac地址表的学习 5 forwarding 转发状态
实验八生成树配置 实验1 【实验名称】 生成树协议STP 【实验目的】 理解生成树协议STP的配置及原理。 【背景描述】 某学校为了开展计算机教学和网络办公，建立了一个计算机教室和一个校办公区，这两处的计算机网络通过两台交换机互连组成内部校园网，为了提高网络的可靠性，网络管理员用2条链路将交换机互连，现要在交换机上做适当配置，使网络避免环路。 本实验以2台S2126G交换机为例，2台交换机分别命名为SwitchA, SwitchB。PC1与PC2在同一个网段，假设IP地址分别为192.168.0.137，192.168.0.136，网络掩码为255.255.255.0 。 【实现功能】 使网络在有冗余链路的情况下避免环路的产生，避免广播风暴等。 【实验拓扑】 F0/3F0/3 【实验设备】 S2126G（2台） 【实验步骤】
第一步：在每台交换机上开启生成树协议．例如对SwitchA做如下配置： SwitchA#configure terminal ！进入全局配置模式 SwitchA(config)#spanning-tree ！开启生成树协议 SwitchA(config)#end 验证测试：验证生成树协议已经开启 SwitchA#show spanning-tree ！显示交换机生成树的状态 StpVersion : MSTP SysStpStatus : Enabled BaseNumPorts : 24 MaxAge : 20 HelloTime : 2 ForwardDelay : 15 BridgeMaxAge : 20 BridgeHelloTime : 2 BridgeForwardDelay : 15 MaxHops : 20 TxHoldCount : 3 PathCostMethod : Long BPDUGuard : Disabled BPDUFilter : Disabled ###### MST 0 vlans mapped : All BridgeAddr : 00d0.f8ef.9e89 Priority : 32768 TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:0m:8s TopologyChanges : 0 DesignatedRoot : 800000D0F8EF9D09 RootCost : 200000 RootPort : Fa0/1 CistRegionRoot : 800000D0F8EF9E89 CistPathCost : 0 SwitchA#show spanning-tree interface fastthernet 0/1 ！显示交换机接口fastthernet 0/1的状态 PortAdminPortfast : Disabled PortOperPortfast : Disabled PortAdminLinkType : auto PortOperLinkType : point-to-point PortBPDUGuard: Disabled PortBPDUFilter: Disabled
惠州学院《计算机网络》实验报告 实验三生成树的协议配置 一．实验目的 在掌握环路产生的原因及危害性的基础上，学习STP的功能、原理及配置方法，从而了解利用冗余链路来提高网络安全性和可靠性的相关技术。 二．实验环境 1.交换机2台，二层三层均可，本实验使用的是二层交换机 2.实验用PC机2台 3.Console电缆2根 4.直连双绞线2根 5.交叉双绞线2根 三．实验内容和要求 （1）掌握链路冗余的重要性。 （2）了解广播风暴对网络性能造成的影响。 （3）掌握STP、RSTP和MSTP的概念以及相互之间的区别。 （4）学习生成树协议的配置方法。 四．网络拓扑图 五、实验步骤 生成树协议在部分交换机（如思科）上是自动打开的，管理员不需要进行配置。但在一些交换机（如锐捷）上默认是关闭的，如果网络中存在环路，则必须手动开启。根据如上的拓扑图，具体配置如下： 1.在交换机A上创建一个VLAN，然后将与PC1连接的端口添加到VLAN 10中。同时，将用于交换机之间连接的两个端口设置为tag模式。 Switch-A#configure terminal Switch-A(config)#vlan 10
Switch-A(config-vlan)#name test Switch-A(config-vlan)#exit Switch-A(config)#interface FastEthernet 0/6 Switch-A(config-if)#switchport access vlan 10 Switch-A(config-if)#end Switch-A(config)#interface FastEthernet 0/3 Switch-A(config-if)#Switchport mode trunk Switch-A(config-if)#exit Switch-A(config)#interface FastEthernet 0/4 Switch-A(config-if)#Switchport mode trunk Switch-A(config-if)#end 2.在交换机B上创建一个VLAN，然后将与PC2连接的端口添加到VLAN 10中。同时，将用于交换机之间连接的两个端口设置为tag模式。 Switch-B#configure terminal Switch-B(config)#vlan 10 Switch-B(config-vlan)#name test Switch-B(config-vlan)#exit Switch-B(config)#interface FastEthernet 0/6 Switch-B(config-if)#switchport access vlan 10 Switch-B(config-if)#end Switch-B(config)#interface FastEthernet 0/3 Switch-B(config-if)#Switchport mode trunk Switch-B(config-if)#exit Switch-B(config)#interface FastEthernet 0/4 Switch-B(config-if)#Switchport mode trunk Switch-B(config-if)#end 3.如果该交换机没有启用生成树协议，则分别在A和B交换机上启用相应的协议，以免产生环路。Cisco交换机开启生成树协议的命令为：spanning-tree vlan 1 Switch-A(config)#spanning-tree vlan 1 Switch-B(config)#spanning-tree vlan 1 锐捷交换机开启生成树协议的命令为：spanning-tree mode rstp 六、实验截图
生成树协议试验范例分析 目录 生成树协议试验范例 (1) 1. 验证内容： (1) 2 试验环境： (1) 3 测试前准备： (3) 4试验过程： (6) 4.1.单独接入： (6) 4.2.基站逐步串接回环： (7) 4.3.66下挂111，使用光模块连接： (8) 4.4.电口向下接入基站31的port1口 (12) 4.5.31基站通port2接交换机，形成环 (16) 4.6.断开port2，66光口恢复 (20) 1.验证内容： 生成树的主要功能，切断阻断冗余拓扑环路，形成树形结构。拓扑改变时阻断能够恢复，避免影响通信。 生成树的工作步骤，选举根桥，确定根端口，指定端口，阻断端口。Tcn发出，阻断端口。拓扑改变时，恢复阻断端口通信。 生成树根据bpdu进行计算的过程。 拓扑改变时，tcn发出，tca的应答，tc+root拓扑改变的发出。 验证端口状态的变化和各定时器大小。 2试验环境： 三个具有生成树协议的基站，一个交换机，一台pc，一个usb转串口。 Ip和mac地址：
基站31,18.250.0.31 00:0e:5e:18:9a:9d 可提供2个fe接口和两个10m光接口。 基站111,18.250.0.111, 00:0e:5e:18:9b:5f,提供一个fe接口，两个10m光接口 基站66,18.250.0.66,00:15:e1:00:04:7c，提供一个fe接口，两个10m光接口 基站上有一个6口的交换芯片，所以相当于交换机相连。交换机是一个没有生成树协议的设备，对bpdu消息当做普通包处理。Putty接基站串口进行基站打印进行跟踪。
Cisco快速生成树协议RSTP协议原理及配置
实验8 Cisco 快速生成树协议RSTP 协议原理及配置 一、相关知识介绍 1、生成树协议的主要功能有两个：一是在利用生成树算法、在以太网络中，创建一个以某台交换机的某个 端口为根的生成树，避免环路。二是在以太网络拓扑发生变化时，通过生成树协议达到收敛保护的目的。 2、根网桥的选择流程： （1）第一次启动交换机时，自己假定是根网桥，发出BPDU报文宣告。 （2）每个交换机分析报文，根据网桥ID选择根网桥，网桥ID小的将成为根网桥（先比较网桥优先级，如果相等，再比较MAC地址）。 （3）经过一段时间，生成树收敛，所有交换机都同意某网桥是根网桥。 （4）若有网桥ID值更小的交换机加入，它首先通告自己为根网桥。其它交换机比较后，将它当作新的根网桥而记录下来。 3、RSTP 协议原理 STP并不是已经淘汰不用，实际上不少厂家目前还仅支持STP。STP的最大缺点就是他的收敛时间太长，对于现在网络要求靠可靠性来说，这是不允许的，快速生成树的目的就是加快以太网环路故障收敛 的速度。 （1）RSTP 5种端口类型 STP定义了4种不同的端口状态，监听（Listening），学习（Learning），阻断（Blocking）和转发（Forwarding），其端口状态表现为在网络拓扑中端口状态混合（阻断或转发），在拓扑中的角色（根 端口、指定端口等等）。在操作上看，阻断状态和监听状态没有区别，都是丢弃数据帧而且不学习MAC 地址，在转发状态下，无法知道该端口是根端口还是指定端口。RSTP有五种端口类型。根端口和指定端口这两个角色在RSTP中被保留，阻断端口分成备份和替换端口角色。生成树算法（STA）使用BPDU来决定端口的角色，端口类型也是通过比较端口中保存的BPDUB来确定哪个比其他的更优先。 1）根端口：非根桥收到最优的BPDU配置信息的端口为根端口，即到根桥开销最小的端口，这点和STP 一样。请注意图8-16上方的交换机，根桥没有根端口。按照STP的选择根端口的原则，SW-1和SW-2和根连接的端口为根端口。 2）指定端口：与STP一样，每个以太网网段段内必须有一个指定端口。假设SW-1的BID比SW-2 优先，而且SW-1的P1口端口ID比P2优先级高，那么P1为指定端口，如图8-17所示。
大连理工大学本科实验报告 课程名称：网络综合实验 学院（系）：软件学院 专业：软件工程 班级： 学号： 学生姓名： 2010年7月6日
大连理工大学实验报告 学院（系）：软件学院专业：金融信息化班级：OOXX班实验时间：2010.7.6 实验室：D图407 实验台：3 指导教师签字：成绩： 实验三：交换机端口配置与生成树协议配置 一、实验目的 掌握Quidway系列以太网交换机端口常见配置命令的使用方法、重点掌握端口聚合的配置命令的使用方法；掌握STP协议基本配置，通过改变交换机参数来改变生成树结构，从而进一步加深对STP协议的理解。 二、实验原理和内容 1、交换机的基本工作原理 2、配置交换机的方法和命令 3、STP的基本原理及配置 三、实验环境以及设备 环境一：2台交换机、2台Pc机、双绞线若干 环境二：4台交换机、2台Pc机、双绞线若干 四、实验步骤（操作方法及思考题） 0、在作实验前，请在用户视图下使用“reset saved-configuration”命令和“reboot” 命令分别将2台交换机的配置都清空，以免前一个班的实验留下的配置对本次实验产生影响。 1、请任选一台交换机，练习使用如下端口配置或显示命令，请把它们的语法和 功能写到实验报告中。 （1）description（1分）
VLAN 接口描述配置： [Quidway-vlan1] description string （2）duplex （1分） 端口工作模式配置： [Quidway-Ethernet0/1] duplex { full | half | auto} （3）speed （1分） 端口速率配置： [Quidway-Ethernet0/1] speed { 10 | 100 | 1000 | auto } （4）flow-control （1分） 流量控制配置： a) [Quidway-Ethernet0/1] flow-control b) [Quidway-Ethernet0/1] undo flow-control （5）display interface （1分） 显示交换机的某个端口的配置信息： [任意视图] display interface ethernet0/1 2、链路聚合配置 E0/1 E0/1E0/2 E0/2E0/3 E0/3192.168.0.10/24192.168.0.20/24E0/4E0/4 S3526或S3928或S3610S2008-EI 或S2403-EI 图1：链路聚合配置 （1） 请采用2台交换机组网，交换机之间通过3条双绞线互连，网络环境 如图1所示（注：E0/1即为 Ethernet0/1端口,在39或36系列的交换机上，是E1/0/1端口）。请分别在两台交换机上输入必要的命令，实 现三条链路的聚合。请把你所输入的命令写到实验报告中。（两台交 换机上的命令都要写）（10分） 参加聚合的端口必须工作在全双工方式下并且速率相同 交换机A ： [Quidway-Ethernet0/3] duplex full [Quidway-Ethernet0/3] speed 100 [Quidway-Ethernet0/4] duplex full [Quidway-Ethernet0/4] speed 100 [Quidway-Ethernet0/5] duplex full
STP实验 实验内容 STP计算过程 端口状态切换 RSTP协议的两种工作模式 生成树计算过程 实验目的 帮助读者理解STP的基本原理和生成树的生成过程 验证STP端口状态的切换 验证RSTP协议两种工作模式的互通性 实验环境 Quidway系列S3026交换机4台，VRP版本为： VRP(R)Software,Version3.10(NA),RELEASE0009； PC一台，标准网线5根、配置电缆一根； 实验组网图 实验步骤 生成树的计算过程 如上图所示，4台QuidwayS系列以太网交换机环形互连，2台PC分别连接到SwitchA和SwitchB上。4台交换机MAC地址分别为： SwitchA：00e0-fc07-7089 SwicthB：00e0-fc06-2380
SwitchC：00e0-fc07-7085 SwitchD：00e0-fc06-8200 完成连接一段时间这后，会看到交换机指示灯快速闪烁，说明4台交换机之间转发数据报文，存在环路，可以配置STP协议避免环路。 STP（SpanningTreeProtocol）是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。 Quidway以太网交换机所实现的快速生成树协议RSTP（RapidSpanningTreeProtocol）是生成树协议的优化版。其“快速”体现在根端口和指定端口进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络拓扑稳定需要的时间。 在Quidway以太网交换机上启动STP协议，命令如下： [SwitchA]stpenable [SwitchB]stpenable [SwitchC]stpenable [SwitchD]stpenable 全网配置RSTP协议之后，默认情况下，交换机的每一个端口都启用了RSTP协议。配置完成后，可以看到交换机指示灯不再快速闪烁，说明交换机已经建立了无环路的转发生成树。那么，这棵树到底什么样子呢？我们可以先从理论上来分析，然后我们通过交换机的状态信息来验证我们的理论分析结果。 生成树协议算法实现的具体过程如下： 初始状态 各台交换机的各个端口在初始时会生成以自己为根的配置消息，根路径开销为0，指定交换机ID为自身交换机ID，指定端口为本端口。 SwitchA： 端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息： {32768.00e0-fc07-7089，0，32768.00e0-fc07-7089，e0/3} SwitchB： 端口Ethernet0/1配置消息： {32768.00e0-fc06-2380，0，32768.00e0-fc06-2380，e0/1} 端口Ethernet0/3配置消息：