实验报告8交换机生成树白露露.docx
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实验报告8交换机生成树白露露
实验报告8
课程名称
核心路由交换技术
实验名称
交换机生成树解决环路问题
姓名
白露露
学号
1345030778
班级
软工四班
实
验
目
的
【实验目的】
通过实验掌握交换机生成树协议的配置
掌握避免广播风暴的方法，并实现链路冗余备份的技术。
【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的配置，使网络避免环路。
【实现功能】
使网络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
及
要
求
【使用设备】
设备类型
设备名称
设备数量
交换机
switch
2
路由器
三层交换机
双绞线
4
计算机
pc
2
【工作原理】
STP的基本原理可以归纳为三步，选择根网桥RB、选择根端口RP、选择指定端口DP。
然后把根端口、指定端口设为转发状态，其它接口设为阻塞状态，这样一个逻辑上无环路的网络拓扑就形成了。
1.选择根网桥
选择根网桥的依据是网桥ID,由优先级和MAC地址组成，先看优先级，优先级相同时再看MAC地址，值越小越优先选择。
根网桥的选择过程与政治选举类似。
2.选择根端口
每一个非根网桥将从其接口选出一个到根网桥管理成本（administrativecost）最低的接口作为根端口，选择的依据是
（1）自身到达根网桥的根路径成本最低的接口。
根路径成本的计算是，接口收到BPDU中所包含的成本与接口的成本的累加。
（2）直连网桥ID最小
（3）端口ID最小
3.选择指定端口
当一个网段中有多个网桥时，这些网桥会将他们到根网桥的管理成本都通告出去，其中具有最低管理成本的网桥将作为指定（designated）网桥。
指定网桥中发送最低管理成本的BPDU的接口是该网段中的指定端口。
在每段链路上，选择一个指定端口，选择的依据是：
（1）发送最低根路径成本的BPDU的接口
（2）所在网桥ID最小
（3）端口ID最小
【注意事项】
1、锐捷交换机缺省是关闭spanning-tree的，如果网络在物理上存在环路，则必须手工开启spanning-tree。
2、锐捷全系列的交换机默认为MSTP协议，在配置时注意生成树协议的版本。
3、丢包多少取决于所采用的生成树协议的不同而有所差异。
4、思科模拟器缺省是开启spanning-tree的，所以连接好拓扑之后会发现只有一条中间链路两端都是绿灯。
其余的冗余链路的一端都是橙色，橙色是在这里表示自动阻塞状态。
实验拓扑图
该实验所需要的简单的实验拓扑。
实验步骤及命令清单
本次实验步骤只针对使用锐捷机架真实设备。
两台交换机（S3760或S2328均可）、两台PC即可完成。
思科模拟器不能按照此步骤做，原因是模拟器上自动开启生成树协议。
（你可以自行尝试连线，即可看到效果）。
理论知识可参阅课本104页。
设备紧张的情况下也可以先用模拟器做步骤8。
实验步骤:
参看使用网络技术配置指南第三章第二个实验。
步骤1先根据实验拓扑图对锐捷机架真实设备进行连线。
其中PC1的ip为192.168.0.137，直连线接SwitchA的f0/3端口，PC2的ip为192.168.0.136，直连线接SwitchB的f0/3端口。
SwitchA、SwitchB的F0/1和F0/2之间连接两条交叉线
注意：
由于机房PC的双网卡中，本地连接属于192.168.10.0网段。
所以你在设置测试网卡IP时要避开192.168.10.0网段，可以选择192.168.1.0网段或者其他，避免测试连通性时受到本地连接影响。
交换机A的基本配置
Switch>en
Switch#configureterminal
Switch（config）#hostnameSwitchA
SwitchA（config）#vlan10
SwitchA（config-vlan）#nameslaes
SwitchA（config-vlan）#exit
SwitchA（config）#interfacefastEthernet0/3
SwitchA（config-if）#switchportaccessvlan10
SwitchA（config-if）#exit
SwitchA（config）#interfacerangefastEthernet0/1-2
SwitchA（config-if-range）#switchportmodetrunk
SwitchA（config-if-range）#^Z
查看配置：
SwitchA#showvlanid10贴图
步骤2交换机B的基本配置
Switch>en
Switch#configureterminal
Switch（config）#hostnameSwitchB
SwitchB（config）#vlan10
SwitchB（config-vlan）#nameslaes
SwitchB（config-vlan）#exit
SwitchB（config）#interfacefastEthernet0/3
SwitchB（config-if）#switchportaccessvlan10
SwitchB（config-if）#exit
SwitchB（config）#interfacerangefastEthernet0/1-2
SwitchB（config-if-range）#switchportmodetrunk
SwitchB（config-if-range）#^Z
步骤3感受广播风暴
PC1上pingPC2192.168.0.136-t持续一段时间以后贴图
回答问题：
请简单解释广播风暴的概念和成因。
回答：
形成网络风暴，时而通，时而不通，形成环路，不断地自我发包
步骤4配置快速生成树协议
SwitchA#configureterminal！
进入全局配置模式
SwitchA（config）#spanning-tree！
开启生成树协议
SwitchA（config）#spanning-treemoderstp！
指定生成树协议类型为RSTP
SwitchB#configureterminal！
进入全局配置模式
SwitchB（config）#spanning-tree！
开启生成树协议
SwitchB（config）#spanning-treemoderstp！
指定生成树协议类型为RSTP
回答问题：
SwitchA（config）#spanning-treemode？
还有什么可选模式？
验证测试：
验证快速生成树协议已经开启
验证生成树是否消除了广播风暴。
PC1上pingPC2192.168.0.136将结果贴图。
查看配置：
在SwitchA和SwitchB上showspanning-tree贴图，并找到Priority、RootCost、RootPort三项，添加明显标识。
SwitchA#showspanning-tree贴图
SwitchB#showspanning-tree贴图
注意：
Priority:
——！
查看交换机的优先级
RootCost:
——！
交换机到达根交换机的开销，0代表交换机为根
RootPort:
——！
查看交换机上的根端口，0代表交换机为根
回答问题：
通过分析上图，哪一个是根交换机？
那么另一台交换机的根端口是哪一个？
回答：
A是根交换机
根端口号是：
1
步骤5改变交换机的优先级，如果上个步骤你的根交换机是SwitchA，则指定SwitchB为根交换机，如果在步骤4结束后你的SwitchB本就是根交换机，那么接下来你需要配置SwitchA的优先级。
SwitchB（config）#spanning-treepriority4096!
设置交换机优先级为4096
SwitchB（config）#^Z
验证测试：
验证交换机SwitchB的优先级
查看配置：
再在SwitchA和SwitchB上showspanning-tree贴图，并标记Priority、RootCost、RootPort三项。
SwitchA#showspanning-tree贴图
SwitchB#showspanning-tree贴图
回答问题：
现在哪一个交换机是根交换机？
那么另一台交换机的根端口是哪一个？
简单分析发生变化的原因。
回答：
B时根交换机
根端口号是：
1
步骤6查看交换机SwitchA的端口1和端口2的状态。
SwitchA#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/1贴图标记PortState项
SwitchA#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/2贴图标记PortState项
验证测试：
如果SwitchB与SwitchA的端口F0/1之间的链路DOWN掉，验证交换机SwitchA的端口F0/2的状态变化，并观察状态转发时间。
第一步、先用PC1上ping192.168.1.2-t，保持ping的状态
第二步、拔掉SwitchB与SwitchA的端口F0/1之间的连线，或者将F0/1端口状态设置为shutdown。
第三步、观察ping的丢包情况。
若有则显著标识出来。
Ping丢包情况的贴图
再次查看SwitchA的端口2的状态变化
SwitchA#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/2贴图标记PortState项
回答问题：
1、SwitchA的端口fastEthernet0/2状态PortState是否发生了什么变化？
你认为是原因是什么？
2、丢包现象如何解释？
发生了变化，01端口拔掉后，02备用端口被启用，
2：
丢包使启用时间
步骤7现在将交换机SwitchA和交换机SwitchB的f0/1链路恢复链接。
并且，将两台交换机SwitchA和交换机SwitchB的生成树协议类型spanning-treemode改为stp协议。
做完以上配置后，往下继续
第一步、先用PC1上ping192.168.1.2-t保持ping的状态
第二步、拔掉SwitchB与SwitchA的端口F0/1之间的连线，或者将F0/1端口状态设置为shutdown。
第三步、观察ping的丢包情况。
Ping丢包情况的贴图
回答问题：
与步骤6相比，丢包情况有何差异，简单推测原因。
步骤8使用思科模拟器搭建拓扑，按照步骤一、二进行划分vlan，设置trunk。
由于思科模拟器缺省是开启spanning-tree的，所以连接好拓扑之后会发现只有一条中间链路两端都是绿灯。
其余的冗余链路的一端都是橙色，橙色是在这里表示自动阻塞状态。
模拟器拓扑（状态稳定之后截图，尽量能显示出端口号）
查看自动开启的生成树协议：
SwitchA#showspanning-tree
查看端口的阻塞状态SwitchA#showspanning-treeinterfacefastEthernet0/？
这里的？
填入显示橙色灯的端口号
贴图
删掉两端都是绿灯的交叉线，状态稳定后用PC1pingPC2并截图
步骤9使用思科模拟器搭建拓扑如图所示，在模拟器中连接三台交换机，互连成环。
分别使用f0/1、f0/1、f0/1对连。
你连接好的拓扑贴图于此处
模拟器拓扑（状态稳定之后截图，尽量能显示出端口号）
通过showspanning-treedetail命令分别察看三台交换机，（截图可以只要关键部分）。
交换机1showspanning-treedetail
交换机2showspanning-treedetail
交换机3showspanning-treedetail
请判断哪个端口是阻塞端口？
哪些端口是根端口？
哪些端口是指定端口？
哪个交换机是根交换机？
这么判断有什么依据？
回答问题：
交换机1的f0/1端口是阻塞端口，交换机1的f0/3端口和交换机2的f0/2是根端口，交换3的f0/2和f0/3是指定端口,
交换机3是跟交换机，因为两个根端口号都连接的是交换机3
步骤10使用真机连接拓扑。
在真机上分别启动快速生成树协议。
命令参照步骤4。
通过showspanning-tree命令分别察看三台交换机（截图可以只要关键部分）。
交换机1showspanning-tree
交换机2showspanning-tree
交换机3showspanning-tree
重新判断哪个端口是阻塞端口？
哪些端口是根端口？
哪些端口是指定端口？
哪个交换机是根交换机？
这么判断有什么依据？
回答问题：
交换机switchC是根交换机
根端口是switchC的f0/1
【注意事项】
1、锐捷交换机缺省是关闭spanning-tree的，如果网络在物理上存在环路，则必须手工开启spanning-tree。
2、锐捷全系列的交换机默认为MSTP协议，在配置时注意生成树协议的版本。
3、丢包多少取决于所采用的生成树协议的不同而有所差异。
4、思科模拟器缺省是开启spanning-tree的，所以连接好拓扑之后会发现只有一条中间链路两端都是绿灯。
其余的冗余链路的一端都是橙色，橙色是在这里表示自动阻塞状态。
实验结果分析及总结
回答问题：
说说交换机上的环路会有什么影响？
可能造成网络风暴
回答问题：
通过网络搜索，区别生成树和快速生成树协议。
生成树协议（spanning-treeprotocol）由IEEE802.1d标准定义，生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解决网络环路问题，生成树协议通过SPA（生成树算法）生成一个没有环路的网络，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路，保证网络的正常通信
实验日期：
2019年12月27日星期五
评分：
指导教师签字：
刘志丹
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