最新07生成树实验.docx
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最新07生成树实验
1.实验报告如有雷同，雷同各方当次实验成绩均以0分计。
2.当次小组成员成绩只计学号、姓名登录在下表中的。
3.在规定时间内未上交实验报告的，不得以其他方式补交，当次成绩按0分计。
4.实验报告文件以PDF格式提交。
院系
班级
组长
学号
学生
实验分工
陈
刘
3-8
、
宗良
【实验题目】生成树协议
【实验目的】理解快速生成树协议的配置及原理。
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。
【实验内容】
（1）完成实验教程实例3-8的实验，回答实验提出的问题及实验思考。
（P117）
（2）抓取生成树协议数据包，分析桥协议数据单元（BPDU）。
（3）在实验设备上查看VLAN生成树，并学会查看其它相关重要信息。
【实验要求】
一些重要信息需给出截图。
注意实验步骤的前后对比！
【实验记录】（如有实验拓扑请自行画出,要求自行画出拓扑图）
（1）实例3-8
实验拓扑图如下：
步骤0：
将PC1和PC2配置好IP地址和掩码后按照拓扑图连接实验设备。
在PC1上启动Wireshark软件观察包的数量变化如下：
此时已经产生了广播风暴。
两台交换机此时的生成树配置信息如下：
无生成树配置信息。
用PC1pingPC2时包增长情况如下：
可见此时包增长的更快，已经产生广播风暴，但是PC并未发生死锁。
步骤1：
配置交换机A：
步骤2：
配置交换机B：
步骤3:
配置两交换机的快速生成树协议：
再按照拓扑图连接实验设备，此时包增长情况如下：
此时两PC间可以相互ping通，且无广播风暴。
由此可见生成树协议的作用为避免网络中存在交换环路的时候产生广播风暴，确保在网络中有环路时自动切断环路。
步骤4：
验证测试
SwitchA的生成树信息：
SwitchB的生成树信息：
SwitchB中RootCost和RootPort值都为0，因此SwitchB为根交换机。
根端口为G0/1。
步骤5：
设置交换机的优先级
将SwitchA的优先级设置为4096
步骤6:
验证SwitchA的优先级
当两个端口都连在一个共享介质上，交换机会选择一个高优先级的端口进入forwarding状态，低优先级的端口进入discarding状态。
步骤7：
验证交换机SwitchB的G0/1，G0/2，端口的状态
由上图可知，SwitchB的G0/1端口处于转发状态，G0/2端口处于组阻塞状态。
步骤8：
步骤7后每个交换机的信息如下：
两交换机G0/1端口链路down之后SwitchB的端口2信息如下：
此时每个交换机的信息：
与之前相比，SwitchB的RootPort变为G0/2,其他均未变化。
说明一条链路down之后，生成树协议启用了备用端口使得整个链路恢复数据传输。
SwitchA和SwitchB之间的一条链路down掉时，PC1和PC2仍然能相互ping通，但会丢包：
说明生成树在链路断掉后重新构筑，原先阻塞的链路已经变为转发状态，一个端口断开时会将流量切换到另一个端口上，中间有短暂的联路中段，丢包数为一个。
此时每个交换机的生成树信息如下：
与步骤8的
（1）相比，SwitchB的根端口变为G0/2，转换时间大约为2秒。
实验思考
1）在实验开始产生广播风暴时，实验设备中存在环路，在生成树协议开启后不在存在环路，因为广播风暴现象已经消除。
2）冗余链路会引起MAC地址表不稳定和多帧复制等问题。
MAC表不稳定
当PC1发送数据到PC2时，如果SwitchA和SwitchB也是刚刚启动，这时候它们MAC表里都没有PC2的MAC地址
收到数据包后，SwitchA就会广播该数据包，并把源MAC添加到MAC表，然后认为PC1在端口0
收到数据包后，SwitchB就会广播该数据包，并把源MAC添加到MAC表，然后认为PC1在端口0
当SwitchB在收到SwitchA的广播包后又认为PC1在端口1
当SwitchA在收到SwitchB的广播包后又认为PC1在端口1
这时就会造成交换机MAC表的不稳定
多帧复制
在冗余链路中出现广播风暴后，当PC1向PC2发送数据报时，如果两个交换机刚刚启动，这时候它们的MAC地址表里都没有PC2的MAC地址，SwitchA将会广播该数据包，SwitchB收到SwichA的广播包之后发现自己的MAC地址表里也没有PC2的MAC地址，就会继续广播该数据包，如此循环PC2就会收到多个同样的数据包造成多帧复制。
（2）分析生成树协议数据包
STP协议传输过程中wireshark捕获到的STP数据包如下：
具体信息如下（frame1）：
具体信息：
DMA01:
80:
v2:
00:
00:
00
SMA58:
69:
6c:
15:
57:
36
L/T39
LLCHeader
Payload信息如下：
具体信息如下：
协议号0x0000
版本号2
报文类型0x02
标记0x7c
根网桥号4096/58:
69:
6c:
15:
57:
36
根路径成本0
发送网桥ID4096/58:
69:
6c:
15:
57:
36
端口ID0x8003
呼叫时间2s
转发延迟15s
（3）VLAN生成树其它相关重要信息
全部实验步骤结束后的交换机生成树配置信息如下：
SwitchA：
STP版本RSTP
STP协议运行状态运行
最大生存时间20
呼叫时间2s
转发延迟15s
网桥最大生存时间20
网桥呼叫时间2s
网桥转发延迟15s
最大跳转次数20
路径成本模式长
BPDUGuard未运行
BPDUFilter未运行
LoopGuardDef未运行
网桥地址5869.6c15.5736
优先级4096
拓扑结构变动时间1分4秒
拓扑结构变动数3
指派端口4096.5869.6c15.5736
根路径成本0（本交换机为根）
根端口0（本交换机为根）
SwitchB
STP版本RSTP
STP协议运行状态运行
最大生存时间20
呼叫时间2s
转发延迟15s
网桥最大生存时间20
网桥呼叫时间2s
网桥转发延迟15s
最大跳转次数20
路径成本模式长
BPDUGuard未运行
BPDUFilter未运行
LoopGuardDef未运行
网桥地址5869.6c15.5730
优先级32768
拓扑结构变动时间46秒
拓扑结构变动数6
指派端口4096.5869.6c15.5736
根路径成本20000
根端口Gi0/2
交换机的端口状态：
Gi0/1：
默认端口加速不可用
操作端口加速不可用
自动配置默认端口不可用
自动配置操作端口不可用
默认连接类型自动
操作连接类型点对点
BPDUGuard未运行
BPDUFilter未运行
端口监视模式无
端口状态转发状态
端口优先级128
根指派端口32768.5869.6c15.5730
指派成本0
指派网桥32768.5869.6c15.5730
指派端口优先级128
指派端口号1
转发跳转数2
默认路径成本20000
操作路径成本20000
矛盾状态正常
端口角色根端口
Gi0/2
默认端口加速不可用
操作端口加速不可用
自动配置默认端口不可用
自动配置操作端口不可用
默认连接类型自动
操作连接类型点对点
BPDUGuard未运行
BPDUFilter未运行
端口监视模式无
端口状态阻塞状态
端口优先级128
根指派端口32768.5869.6c15.5730
指派成本0
指派网桥32768.5869.6c15.5730
指派端口优先级128
指派端口号2
转发跳转数0
默认路径成本20000
操作路径成本20000
矛盾状态正常
端口角色替换端口
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