实验四_生成树协议和VLAN技术

实验4 生成树及链路聚合【网络拓扑】图11-8【实验环境】1）分别在S1、S2、S3上创建VLAN 2，使每台交换机上都有两个VLAN；2）S1、S2为三层交换机，S2为二层交换机，三台交换机之间的连接都是Trunk链路，其接口如图11-8 所示3）每台交换机的MAC地址如图11-8 所示【实验目的】1）理解STP的工作原理2）掌握STP树的控制3）利用PVST进行负载平衡【实验配置】1.每VLAN生成树PVST配置省略VLAN、接口、Trunk的配置1）在S1、S2、S3上分别显示生成树协议S1#show spanning-treeVLAN0001 /*显示VLAN 1的STP参数Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 0002.4A43.50B3Cost 19Port 24(FastEthernet0/24)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec/* 以上说明VLAN1的根桥的MAC地址为0002.4A43.50B3，即S2Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0030.A3C1.255EHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20/* 以上说明在VLAN 1中S1的桥ID情况Interface Role Sts C ost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- ------ -------- ----Fa0/20 Desg FWD 19 128.20 P2pFa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2pFa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p/* 以上说明在VLAN 1中S1与生成树相关的接口状态，Fa0/23阻塞VLAN0002 /*显示VLAN 2的STP参数Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32770Address 0002.4A43.50B3Cost 19Port 24(FastEthernet0/24)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec/* 以上说明VLAN2的根桥的MAC地址为0002.4A43.50B3，即S2Bridge ID Priority 32770 (priority 32768 sys-id-ext 2)Address 0030.A3C1.255EHello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20/* 以上说明在VLAN 2中S1的桥ID情况Interface Role Sts C ost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- ------ -------- ----Fa0/23 Altn BLK 19 128.23 P2pFa0/24 Root FWD 19 128.24 P2p/* 以上说明在VLAN 2中S1与生成树相关的接口状态，Fa0/23阻塞其余两个略结合图11-8 中的MAC地址，从上图可以看出，VLAN 1 和VLAN 2中，根桥Root ID都是S2（MAC地址为0002.4A43.50B3），在VLAN 1 中，S1的二个口Fa0/20、Fa0/24均处于转发状态，Fa0/23阻塞。

交换机划分Vlan配置实验目标●理解虚拟LAN(VLAN)基本配置；●掌握一般交换机按端口划分VLAN的配置方法；●掌握Tag VLAN配置方法。

实验背景●某一公司财务部、销售部的PC通过2台交换机实现通信；要求财务部和销售部的PC可以互通，但为了数据安全起见，销售部和财务部需要进行互相隔离，现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。

技术原理●VLAN是指在一个物理网段。

进行逻辑的划分，划分成若干个虚拟局域网，VLAN最大的特性是不受物理位置的限制，可以进行灵活的划分。

VLAN具备了一个物理网段所具备的特性。

相同VLAN的主机可以相互直接通信，不同VLAN间的主机之间互相访问必须经路由设备进行转发，广播数据包只可以在本VLAN进行广播，不能传输到其他VLAN中。

●Port VLAN是实现VLAN的方式之一，它利用交换机的端口进行VALN的划分，一个端口只能属于一个VLAN。

●Tag VLAN是基于交换机端口的另一种类型，主要用于是交换机的相同Vlan的主机之间可以直接访问，同时对不同Vlan的主机进行隔离。

Tag VLAN遵循IEEE802.1Q协议的标准，在使用配置了Tag VLAN的端口进行数据传输时，需要在数据帧添加4个字节的8021.Q标签信息，用于标示该数据帧属于哪个VLAN,便于对端交换机接收到数据帧后进行准确的过滤。

实验步骤●新建Packet Tracer拓扑图；●划分VLAN；●将端口划分到相应VLAN中；●设置Tag VLAN Trunk属性；●测试实验设备Switch_2960 2台；PC 4台；直连线PC1IP: 192.168.1.2Submark: 255.255.255.0Gateway: 192.168.1.1PC2IP: 192.168.1.3Submark: 255.255.255.0Gateway: 192.168.1.1PC3IP: 192.168.1.4Submark: 255.255.255.0Gateway: 192.168.1.1PC4IP: 192.168.1.5Submark: 255.255.255.0Gateway: 192.168.1.1Switch1Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#inter fa 0/1Switch(config-if)#switch access vlan 2 Switch(config-if)#exitSwitch(config)#inter fa 0/2Switch(config-if)#switch access vlan 3 Switch(config-if)#exitSwitch(config)#inter fa 0/24Switch(config-if)#switch mode trunkSwitch(config-if)#endSwitch#show vlanSwitch2Switch>enSwitch#conf tSwitch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int fa 0/1Switch(config-if)#switch access vlan 2 Switch(config-if)#exitSwitch(config)#int fa 0/2Switch(config-if)#switch access vlan 3 Switch(config-if)#exitSwitch(config)#int fa 0/24Switch(config-if)#switch mode trunkSwitch(config-if)#endSwitch#show vlanPC1 ping PC2 timeoutPC1 ping PC3 Reply快速生成树配置实验目标●理解生成树协议工作原理；●掌握快速生成树协议RSTP基本配置方法；实验背景●学校为了开展计算机教学和网络办公，建立的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联组成部校园网，为了提高网络的可靠性，作为网络管理员，你要用2条链路将交换机互连，现要求在交换机上做适当配置，使网络避免环路。

一、实验目的①理解生成树协议STP和RSTP的原理②掌握STP和RSTP的配置方法以及在冗余链路设计中应用二、实验思想根据实验原理图及拓扑图，选择两台主机作为测试机器，两台为配置机器，先在两台配置机上设置跨交换机相同VLAN间的通信，而测试机用于测试两机能否PING通。

若能，则进行下一步实验，即配置生成树。

(交换机1与交换机2之间有L1、L2两冗余链路，分别连接在端口f0/8和f0/10上，其中设置f0/8为根端口；两测试机器分别连接在交换机1、交换机2的f0/20上)三、拓扑图四、实验内容1.实现跨交换机相同VLAN间通信：（1）.在两测试主机上都拔掉配置线（上）或者禁用本地连接1，再分别设置本地连接2的IP地址172.16.12.x、子网掩码255.255.255.0、默认网关172.16.12.xxx（2）.在交换机1和交换机2上进行如下设置：(配置主机拔掉测试线【下】或者禁用本地连接2)配置命令：Switch#show vlan //查看vlan信息Switch#configure terminalSwitch(config)#no vlan ID //删除非默认vlanSwitch(config-vlan)#endSwitch#show vlanSwitch#configure terminalSwitch(config)#vlan 10 //创建vlan10Switch(config-vlan)#endSwitch#show vlanSwitch#configure terminalSwitch(config)#interface f0/8 //指定端口f0/8Switch(config-if)#switchport access vlan 10//把这个接口分配给VLAN10Switch(config-if)#switchport mode trunk //定义该端口为trunk端口Switch(config-if)#endSwitch#configuer terminalSwitch(config)#interface f0/10Switch(config-if)#switchport access vlan 10 Switch(config-if)#switchport mode trunk Switch(config-if)#endSwitch#configure terminalSwitch(config)#interface f0/20Switch(config-if)#switchport access vlan 10 Switch(config-if)#endSwitch#copy running-config startup-config //保存配置（3）.在两测试机上互相PING 对方IP 地址2. 配置生成树（1）.在交换机1上进行如下设置：Switch1#show spanning-treeSwiitch1#show spanning-tree interface fastethernet 0/2Switch1#configure terminalSwitch1(config)#spanning-treeSwitch1(config)#endSwitch1#show spanning-treeSwitch1#show spanning-tree interface fastethernet 0/2Switch1#configure terminalSwitch1(config)#spanning-tree mod stp //指定生成树模式为STP模式Switch1(config)#endSwitch1#show spanning-treeSwitch1#configure terminalSwitch1(config)#spanning-tree priority 4096 //将交换机1的优先级设置为4096，则交换机1为根交换机Switch1#configure terminalSwitch1(config)#interface f0/2Switch1(config)#spanning-tree port- priority 64 //将端口2的优先级设为64，即根端口Switch1(config)#endSwitc1h#show spanning-treeSwitch1#copy running-config startup-config（2）.在交换机2上进行如下设置：Switch2#configure terminalSwitch2(config)#spanning-tree //开启生成树协议Switch2(config)#spanning-tree mode stp //制定生成树模式为STP模式Switch2(config)#endSwitch2#copy running-config startup-configSwitch2#show spanning-treeSwitch2#show spanning-tree interface fastethernet 0/2Switch2#show spanning-tree interface fastethernet 0/11比较两次的显示结果会发现，前面的STP状态是Disable，后面的STP状态是Enable且STP版本是STP，即说明开启了生成树协议。

实验四：生成树配置(一)端口上开启RSTP1.网络拓扑图：2.一台三层交换机3560(SWA)与一台二层交换机2950(SWB)，用两根交叉线连接F0/23和F0/24口。

各分别再连接一台PC(都是F0/3口)。

3.基本IP地址配置，如图所示。

SWA的VLAN1地址：192.168.0.1/24；SWB的VLAN1地址：192.168.0.2/24；PC1的地址：192.168.0.11/24；PC2的地址：192.168.0.12/24；四台设备的默认网关都是192.168.0.254。

测试四台设备的互通性(应该是全通)。

4.在SWA和SWB上分别建立VLAN 10，并把F0/3口都加入。

再测试四台设备的互通性(应该是SWA和SWB互通，其他都不通，因为跨交换机之间的trunk模式未设置)。

5.分别设置SWA和SWB的F0/23口和F0/24口的模式为trunk。

再测试四台设备的互通性(应该是SWA和SWB互通，PC1和PC2互通，其他不通)。

6.在PC1对PC2一直进行ping(命令ping -t 192.168.0.12)，观察实验中的丢包和连接情况。

此时断开F0/23口(即数据转发口),观察丢掉多少个数据包，F0/24才能从阻塞变为转发状态，PC2可以重新Ping通。

重新连接F0/23，再次观察结果。

说明在默认的STP生成树中，冗余链路的延时比较长，影响网络速度和质量。

7.找出SWA和SWB哪个是根交换机？找出F0/23口和F0/24口哪个是转发状态？哪个是根端口？哪个是备份端口？哪些是指定端口？8.开启SWA和SWB的生成树协议，指定类型为RSTP。

再次断开F0/23口(即数据转发口),观察丢掉多少个数据包，F0/24才能从阻塞变为转发状态，PC2可以重新Ping通。

重新连接F0/23，再次观察结果。

说明在RSTP生成树中，冗余链路的延时比较短，加快了收敛速度，大提高了网络速度和质量。

一、实验目的1. 理解生成树协议（STP）的基本原理和工作机制；2. 掌握生成树协议的配置方法；3. 通过实验验证生成树协议在网络中的实际应用效果。

二、实验环境1. 实验设备：两台华为S5700交换机、两台PC机；2. 实验软件：华为网络设备仿真软件；3. 实验拓扑：两台交换机通过一条物理链路连接，两台PC机分别连接到两台交换机上。

三、实验原理生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）是一种用于在网络中消除环路并实现冗余链路备份的协议。

当网络中出现环路时，STP会阻塞部分端口，形成一个没有环路的树形结构，确保网络的高可用性和容错能力。

STP通过交换机之间的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）报文进行信息交互，选举根网桥，并确定每个交换机的根端口和指定端口。

根端口是连接到根网桥的端口，指定端口是连接到同一VLAN且路径最短的端口。

其余端口被阻塞，不参与数据转发。

四、实验步骤1. 配置交换机名称和密码；2. 配置交换机接口；3. 配置VLAN；4. 配置STP；5. 验证STP配置效果。

五、实验过程1. 配置交换机名称和密码```bashS1>display versionS1>sysname S1S1>display versionS1>enableS1#configure terminalS1(config)#username admin password simple 123456 S1(config)#exit```2. 配置交换机接口```bashS1>display ip interface briefS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#ip address 192.168.1.1 24S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#ip address 192.168.1.2 24S1(config-if)#exit```3. 配置VLAN```bashS1>display vlanS1#vlan 10S1(config-vlan)#name VLAN10S1(config-vlan)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exit```4. 配置STP```bashS1>display stpS1#stpmode stpS1>display stpS1#interface GigabitEthernet0/0/1S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10 S1(config-if)#exitS1#interface GigabitEthernet0/0/2S1(config-if)#port link-type access S1(config-if)#port default vlan 10S1(config-if)#exit```5. 验证STP配置效果```bashS1>display stpS1>display stp interface GigabitEthernet0/0/1S1>display stp interface GigabitEthernet0/0/2S1>ping 192.168.1.2```六、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功配置了生成树协议，并验证了STP在网络中的实际应用效果。

生成树协议简介及实验第一部分：STP/RSTP协议简介一、STP协议1、STP协议简介生成树协议（STP）是一个用于局域网中消除环路的协议，协议运行原理是通过运行该协议的设备之间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。

生成树协议是局域网重要协议之一。

网络中出现环路会造成广播风暴导致网络瘫痪或MAC 地址表抖动导致MAC地址表项被破坏。

2、STP基本概念STP引入了根桥（Root Bridge）概念，对于一个STP网络，根桥在全网中只有一个，它是整个网络的逻辑中心，但不一定是物理中心。

根桥会根据网络拓扑的变化而动态变化。

网络收敛后，根桥会按照一定的时间间隔产生并向外发送配置BPDU，其他设备仅对该报文进行处理，传达拓扑变化记录，从而保证拓扑的稳定。

生成树的生成计算有两大基本度量依据：ID和路径开销。

ID又分为：BID（桥ID）和PID（端口ID）。

BID（桥ID）：IEEE 802.1D标准中规定BID是由16位的桥优先级（Bridge Priority）与桥MAC地址构成。

BID桥优先级占据高16位，其余的低48位是MAC地址。

在STP网络中，桥ID最小的设备会被选举为根桥。

PID（端口ID）：PID由两部分构成的，高4位是端口优先级，低12位是端口号。

PID只在某些情况下对选择指定端口有作用。

路径开销：路径开销（Path Cost）是一个端口变量，是STP协议用于选择链路的参考值。

STP协议通过计算路径开销，选择较为“强壮”的链路，阻塞多余的链路，将网络修剪成无环路的树形网络结构。

在一个STP网络中，某端口到根桥累计的路径开销就是所经过的各个桥上的各端口的路径开销累加而成，这个值叫做根路径开销（Root Path Cost）。

从环形网络拓扑结构到树形结构，总体来说有三个要素：根桥、根端口和指定端口。

根桥就是网桥ID最小的桥，通过交互配置BPDU协议报文选出最小的BID。

实验四STP生成树协议一．实验目的（1）通过STP实验掌握STP生成树协议的原理（2）实践一个STP的实例二、实验步骤（1）实验拓扑图（2）STP基本配置命令１、修改Brigde ID，重新选根网桥switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096switch(config-if)spanning-tree vlan vlan-id port-priority 优先级值交换机端口优先级值修改命令,通过修改端口优先值也可以更改端口的转发状态。

2.、查看、检验STP（生成树协议）配置switch#show spanning-treeswitch#show spanning-tree activeswitch#show spanning-tree detailswitch#show spanning-tree interface interface-idswitch#show spanning-tree vlan vlanid3. STP与VLAN负载均衡配置配置负载均衡后，每个VLAN有自己的根网桥。

每条vlan中继链路只转发所允许的Vlan数据帧。

switch(config-if)switchport trunk allowed vlan vlanid 这条命令配置某条trunk中继链路只能转发该vlana.b.c.switch(config)#spanning-tree vlan vlandid root primary 该命令配置某个vlan的根网桥。

利用这个命令可以使用Vlan利用VTP进行负载均衡三．实验结果。

生成树协议实验报告一、实验项目：生成树协议二、学习目标：•清除交换机的现有配置•检验默认交换机配置•创建基本交换机配置•管理MAC 地址表三、实验过程：步骤1：如图所示，设计拓扑图步骤2：待网络稳定后，查看各交换机的生成树协议的信息。

由图可知Switch4是根交换机。

因为Switch4的Root ID 和Bridge ID一致。

步骤3：确定根端口。

由图可见，Switch1的端口fa0/6、Switch2的端口fa0/7、Switch3的端口fa0/11、Switch5的端口fa0/1分别与Switch4（根交换机）的端口fa0/6、fa0/7、fa0/11、fa0/1相连接，这几个端口是这四台交换机到根交换机所需要经过的交换机数量最少的端口，所以这四个端口是根端口。

步骤4：确认指派端口。

根交换机Switch4与Switch1的端口fa0/6、Switch2的端口fa0/7、Switch3的端口fa0/11、Switch5的端口fa0/1连接的端口fa0/6、fa0/7、fa0/11、fa0/1确认为指派端口。

步骤5：确认非指派端口。

两个非根交换机之间比较Bridge ID，Bridge ID小的交换机的端口作为指派端口，Bridge ID大的作为非指派端口，如Switch1和Switch2，Switch1的端口fa0/4与Switch2的端口fa0/4互连，由上图可知，Switch2的Bridge ID小于Switch1的Bridge ID，所以Switch2的端口fa0/4作为指派端口，Switch1的端口fa0/4作为非指派端口。

步骤6：假设Switch0、Switch6为核心层的交换机，Switch1、Switch2、Switch7、Switch8为分布层的交换机，Switch3、Switch4、Switch5、Switch9、Switch10、Switch11为接入层的交换机，修改交换机的优先级（核心层为1，分布层为4097，接入层为32769）。