实验三-生成树ls

最小生成树算法实验报告【实验报告】最小生成树算法实验一、实验目的本次实验旨在研究最小生成树算法，通过对比不同的算法，并对实验结果进行分析，探索最小生成树算法的优劣势和适应场景。

二、实验过程1.算法介绍本次实验中我们将使用两种最小生成树算法：普里姆算法和克鲁斯卡尔算法。

- 普里姆算法（Prim算法）：从一个顶点开始，不断在剩下的顶点中选择到当前已有的最小生成树的距离最小的边，将该边的另一个顶点加入树中，直到所有的顶点都加入树中。

- 克鲁斯卡尔算法（Kruskal算法）：首先将所有边按照权值从小到大进行排序，然后以最小权值的边开始，依次选择权值最小且不会形成环路的边，直到找到n-1条边为止，其中n为顶点数。

2.实验步骤首先，我们使用Python语言实现了普里姆算法和克鲁斯卡尔算法。

然后，我们构造了一些测试用例，包括不同规模的图和不同权值分布的图。

最后，我们对实验结果进行对比分析。

三、实验结果1.测试用例设计我们设计了三个测试用例，分别为小规模图、中规模图和大规模图，具体如下：-小规模图：顶点数为5的图，权值随机分布。

-中规模图：顶点数为50的图，权值随机分布。

-大规模图：顶点数为100的图，权值随机分布。

2.实验结果分析我们的实验结果如下表所示：算法，小规模图，中规模图，大规模图:-------:，:------:，:------:，:------:普里姆算法，13，455，703从实验结果可以看出，对于小规模图和中规模图，普里姆算法的运行时间明显低于克鲁斯卡尔算法。

但是对于大规模图，克鲁斯卡尔算法的运行时间与普里姆算法的运行时间差距不大，甚至略小于普里姆算法。

这是因为克鲁斯卡尔算法中排序边的时间复杂度为O(ElogE)，而普里姆算法中筛选最小距离的边的时间复杂度为O(V^2)。

综上所述，普里姆算法适用于较小规模的图，而克鲁斯卡尔算法适用于较大规模的图。

四、实验总结本次实验研究了最小生成树算法，通过对比实验结果，我们发现不同算法在不同规模的图上的表现有所差异。

生成树实验一、为什么会产生生成树协议，他解决了什么问题概念及背景知识：1.1MAC地址介绍：单播MAC地址：第一个字节最低位为0，如3C-6A-A7-1A-2E-2B多播MAC地址：第一个字节最低位为1，如01-80-c2-00-00-00广播MAC地址：48位全部为1，如FF-FF-FF-FF-FF-FF1.2 二层转发介绍交换机二层的转发特性，符合802.1D网桥协议标准。

交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程地址学习线程如下：A)交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表；B)端口移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC地址的所在端口（在交换机的MAC地址表中对应的端口）不同，就产生端口移动，将MAC地址重新学习到新的端口C)地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。

转发线程如下：A)交换机在MAC地址表中查找数据帧中的MAC地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到就向所有的端口发送；B)如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文C)交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文1.3 VLAN二层转发介绍报文转发线程：A)交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN和出VLAN是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN 内）所有的端口发送；B)如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文；C)交换机（VLAN内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。

1.4加入VLAN的好处：A)限制了局部的网络流量，在一定程度上可以提高整个网络的处理能力B)虚拟的工作组，通过灵活的VLAN设置，把不同的用户划分到工作组内；C)安全性，一个VLAN内的用户和其它VLAN内的用户不能互访，提高了安全性。

实训三生成树配置和端口安全一、实训目的理解生成树协议RSTP的配置及原理，掌握端口安全的配置二、生成树协议配置1、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。

本实训以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 。

2、实训设备：S2126G（2台）实训拓扑F0/3F0/33、实训内容与步骤（1）交换机A 的配置：（2）交换机B的配置。

（3）验证.switchA#show spanning-tree !查看生成树配置信息switchA#show runswitchB#show spanning-treeswitchB#show interface f 0/1switchB#show run（4）让一台计算机连续给另一台计算机发送数据,然后短开一条链路,查看数据发送情况.. 三．端口安全配置1、背景描述某学校为了建立了校园网，为了防止有人利用端口对网络进行攻击，在接入层的交换上进行了端口安全的设置。

2、实训设备S2126G交换机、一台计算机、网线拓扑结构：PC1的IP地址为：192 .168.0.1363、实训内容及步骤在F0/3端口上设置端口安全功能，设置最大地址个数为8，设置违例方式为protect. switch的配置如下为3 号端口绑定安全地址。

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。

实验八、九生成树配置—生成树协议STP和快速生成树协议RSTP一．实验名称生成树协议STP、快速生成树RSTP二．实验目的理解生成树协议STP和快速生成树协议RSTP三．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联组成内部校园网，为了提高网络的可靠性，网络管理员用2条链路将交换机互联，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S3550-24交换机为例，2台交换机分别命名为SwitchA和SwitchB。

PC1和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。

四.实验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。

五.实验步骤1.生成树协议STP步骤1.在每台交换机说那个开启生成树协议。

SwitchA>enable 14Password:SwitchA#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.SwitchA(config)#spanning-tree2009-10-16 19:10:41 @5-CONFIG:Configured from outbandSwitchA(config)#end2009-10-16 19:10:43 @5-CONFIG:Configured from outband验证测试：验证生成树协议已经开启SwitchA#show spanning-treeStpVersion : MSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : Disabled###### MST 0 vlans mapped : AllBridgeAddr : 00d0.f8ff.837cPriority : 32768TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:6m:47s TopologyChanges : 0DesignatedRoot : D0F8FF837CRootCost : 0RootPort : 0CistRegionRoot : D0F8FF837CCistPathCost : 0SwitchA#show spanning-tree interface fastethernet 0/1PortAdminPortfast : DisabledPortOperPortfast : DisabledPortAdminLinkType : autoPortOperLinkType : point-to-pointPortBPDUGuard: DisabledPortBPDUFilter: Disabled###### MST 0 vlans mapped : AllPortState : discardingPortPriority : 128PortDesignatedRoot : D0F8FF837CPortDesignatedCost : 0PortDesignatedBridge : D0F8FF837CPortDesignatedPort : 0000PortForwardTransitions : 0PortAdminPathCost : 0PortOperPathCost : 0PortRole : disabledPort步骤2：设置生成树模式SwitchA#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. SwitchA(config)#spanning-tree mode stp2009-10-16 19:12:31 @5-CONFIG:Configured from outband SwitchA(config)#end2009-10-16 19:12:33 @5-CONFIG:Configured from outband 验证测试：验证生成树协议模式为802.IDSwitchA#show spanning-treeStpVersion : STPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8ff.837cPriority : 32768TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:8m:30s TopologyChanges : 0DesignatedRoot : D0F8FF837CRootCost : 0RootPort : 0SwitchA#configure terminalEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. SwitchA(config)#spanning-tree priority 40962009-10-16 19:13:14 @5-CONFIG:Configured from outband SwitchA(config)#end2009-10-16 19:13:17 @5-CONFIG:Configured from outband SwitchA#show spanning-treeStpVersion : STPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8ff.837cPriority : 4096TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:9m:13sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : D0F8FF837CRootCost : 0RootPort : 0在SwitchB上做完验证后，将两个交换机的接口1和接口2分别连起来，然后再将其网线换到右端，将其另一端接到交换机上，然后进行ping连接，运行cmd，ping 192.168.0.53,可以看到先是连接着的，若把1接口拔掉，就会出现30个丢包信息。

实验三最小生成树问题班级：计科1101班学号：0909101605姓名：杜茂鹏2013年5月23日一、实验目的掌握图的存储表示和以及图的最小生成树算法。

二、实验内容1.实现图的存储，并且读入图的内容。

2.利用普里姆算法求网络的最小生成树。

3.实现构造生成树过程中的连通分量抽象数据类型。

4.以文本形式输出对应图的最小生成树各条边及权值。

三、实验要求1．在上机前写出全部源程序；2．能在机器上正确运行程序；3．用户界面友好。

四、概要设计、首先采用图的邻接矩阵存储结构，然后从终端输入图的顶点名称、弧以及弧的权值建立邻接矩阵，并将图存储在文件Graph.txt中。

然后利用已经建好的图，分别对其进行深度、广度优先遍历，一次输出遍历的顶点最后建立此图的最小生成树，并将对应的边及权值写入文件graph_prim.txt 中。

六、详细设计实验内容(原理、操作步骤、程序代码)#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<limits.h>#define INFINITY INT_MAX //最大值#define MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点个数int visited[MAX_VERTEX_NUM];typedef struct ArcCell{int adj;int *info; //该弧相关信息的指针}ArcCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];typedef struct close{char adjvex;int lowcost;}closedge[MAX_VERTEX_NUM];typedef struct{char vexs[MAX_VERTEX_NUM]; //顶点向量AdjMatrix arcs; //邻接矩阵int vexnum,arcnum; //图的当前顶点数和弧数closedge cld;}MGraph;typedef struct QNode{char data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front1;QueuePtr rear;}LinkQueue;void (*VisitFunc)(MGraph G,int v);void DFSTraverse(MGraph G,void (* Visit)(MGraph G,int v)); void DFS(MGraph G,int v);void InitQueue(LinkQueue &Q){Q.front1=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front1)exit(0);Q.front1->next=NULL;}void EnQueue(LinkQueue &Q,char e){QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p)exit(0);p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;}char DeQueue(LinkQueue &Q){if(Q.front1==Q.rear)exit(0);QueuePtr p=Q.front1->next;char e=p->data;Q.front1->next=p->next;if(Q.rear==p)Q.rear=Q.front1;free(p);return e;}int QueueEmpty(LinkQueue Q){if(Q.front1==Q.rear)return 1;return 0;}int LocateVex(MGraph &G,char v1){int i=0;while(!(G.vexs[i]==v1))i++;return i;}char GetVex(MGraph G,int i){char u;u=G.vexs[i];return u;}int minimum(MGraph G,closedge cld){int mini=1000,s1;for(int i=0;i<G.vexnum;i++){if(cld[i].lowcost!=0&&mini>cld[i].lowcost){mini=cld[i].lowcost;s1=i;}}return s1;}void CreateUDN(MGraph &G){int IncInfo;printf("请分别输入顶点数/弧数/以及弧所含信息:");scanf("%d %d %d",&G.vexnum,&G.arcnum,&IncInfo);getchar();for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ //构造顶点向量printf("请输入顶点:");scanf("%c",&G.vexs[i]);getchar();}for(int i=0;i<G.vexnum;i++) //初始化邻接矩阵for(int j=0;j<G.vexnum;j++){G.arcs[i][j].adj=INFINITY;G.arcs[i][j].info=NULL;}for(int k=0;k<G.arcnum;k++){char v1,v2;int w,i,j;printf("输入一条边依附的顶点及权值:"); //构造邻接矩阵scanf("%c %c %d",&v1,&v2,&w); //输入一条边依附的顶点及权值i=LocateVex(G,v1);j=LocateVex(G,v2);G.arcs[i][j].adj=w;if(IncInfo)*G.arcs[i][j].info=IncInfo;G.arcs[j][i]=G.arcs[i][j];getchar();}}//深度优先遍历void Visit(MGraph G,int v){printf("%c",G.vexs[v]);}void DFSTraverse(MGraph G,void (* Visit)(MGraph G,int v)){VisitFunc=Visit;for(int v=0;v<G.vexnum;v++)visited[v]=0;for(int v=0;v<G.vexnum;v++)if(!visited[v]){DFS(G,v);}}void DFS(MGraph G,int v){visited[v]=1;VisitFunc(G,v);for(int j=0;j<G.vexnum;j++)if(!visited[j]&&G.arcs[v][j].adj!=INFINITY)DFS(G,j);}void BFSTraverse(MGraph G,void(*Visit)(MGraph G,int v)) {LinkQueue Q;for(int v=0;v<G.vexnum;v++)visited[v]=0;InitQueue(Q);for(int v=0;v<G.vexnum;v++)if(!visited[v]){visited[v]=1;Visit(G,v);EnQueue(Q,G.vexs[v]);while(!QueueEmpty(Q)){DeQueue(Q);for(int j=0;j<G.vexnum;j++)if(!visited[j]&&G.arcs[v][j].adj!=INFINITY) {visited[j]=1;Visit(G,j);EnQueue(Q,G.vexs[j]);}}}}void MiniSpanTree_PRIM(MGraph G,char u){FILE *IN;if((IN=fopen("graph_prim.txt","w+"))==NULL){printf("file open error!");exit(1);}int k=LocateVex(G,u);for(int j=0;j<G.vexnum;j++)if(j!=k){G.cld[j].adjvex=u;G.cld[j].lowcost=G.arcs[k][j].adj;}G.cld[k].lowcost=0;for(int i=1;i<G.vexnum;i++){k=minimum(G,G.cld);printf("%c%c",G.cld[k].adjvex,G.vexs[k]);int m=LocateVex(G,G.cld[k].adjvex);printf("%d\n",G.arcs[m][k].adj);fprintf(IN,"%c,%c,%d",G.cld[k].adjvex,G.vexs[k],G.arcs[m][k].adj);fputs("\n",IN);G.cld[k].lowcost=0;for(int j=0;j<G.vexnum;j++)if(G.arcs[k][j].adj<G.cld[j].lowcost){G.cld[j].adjvex=G.vexs[k];G.cld[j].lowcost=G.arcs[k][j].adj;}}fclose(IN);}void menu(){printf("1.生成无向网G\n");printf("2.最小生成树\n");printf("3.深度遍历\n");printf("4.广度遍历\n");printf("0.退出\n");}int main(void){MGraph G;int m;do{menu();printf("输入你想要进行的操作的序号:");scanf("%d",&m);getchar();switch(m){case 1:CreateUDN(G);break;case 2:char u;u=GetVex(G,0);MiniSpanTree_PRIM(G,u);break;case 3:DFSTraverse(G,Visit);break;case 4:BFSTraverse(G,Visit);break;case 0:break;default:break;}}while(m);}七、测试结果(截图)主界面八、实验心得1拼写错误节应该避免2尽量用通俗易懂的标示符定义函数、变量3变量应该先定义再使用4应该从使用者的角度考虑，做出简洁的主界面5编好一个函数时应该加注释方便以后阅读时好理解。

生成树实验一、为什么会产生生成树协议，他解决了什么问题概念及背景知识：1.1MAC地址介绍：单播MAC地址：第一个字节最低位为0，如3C-6A-A7-1A-2E-2B多播MAC地址：第一个字节最低位为1，如01-80-c2-00-00-00广播MAC地址：48位全部为1，如FF-FF-FF-FF-FF-FF1.2 二层转发介绍交换机二层的转发特性，符合802.1D网桥协议标准。

交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程地址学习线程如下：A)交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表；B)端口移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC地址的所在端口（在交换机的MAC地址表中对应的端口）不同，就产生端口移动，将MAC地址重新学习到新的端口C)地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。

转发线程如下：A)交换机在MAC地址表中查找数据帧中的MAC地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到就向所有的端口发送；B)如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文C)交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文1.3 VLAN二层转发介绍报文转发线程：A)交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN和出VLAN是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN 内）所有的端口发送；B)如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文；C)交换机（VLAN内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。

1.4加入VLAN的好处：A)限制了局部的网络流量，在一定程度上可以提高整个网络的处理能力B)虚拟的工作组，通过灵活的VLAN设置，把不同的用户划分到工作组内；C)安全性，一个VLAN内的用户和其它VLAN内的用户不能互访，提高了安全性。

一、实验目的通过本次生成树实训，加深对生成树概念的理解，掌握生成树的构建方法，学习使用网络设备配置生成树协议，并分析生成树在网络中的重要作用。

二、实验环境1. 实验设备：两台交换机、一台计算机、网线。

2. 实验软件：网络仿真软件（如GNS3）或实际网络设备。

三、实验内容1. 了解生成树的基本概念和作用。

2. 学习生成树的构建方法，包括STP（Spanning Tree Protocol）和RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）。

3. 使用网络设备配置生成树协议。

4. 分析生成树在网络中的重要作用。

四、实验步骤1. 了解生成树的基本概念和作用生成树是一种无环的连通子图，它包含一个图的所有节点，但不包含任何环。

在计算机网络中，生成树主要用于防止网络中的环路，避免广播风暴和网络性能下降。

2. 学习生成树的构建方法生成树的构建方法主要有以下两种：（1）STP（Spanning Tree Protocol）STP是一种基于桥优先级的生成树协议。

在STP中，每个交换机都有一个桥优先级，该优先级由桥ID（桥优先级+MAC地址）决定。

桥ID越小，优先级越高。

STP通过以下步骤构建生成树：- 选择根桥：所有交换机通过比较桥ID确定根桥。

- 计算每个交换机的端口角色：根端口、指定端口和非指定端口。

- 选择每个交换机的根端口和指定端口。

（2）RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）RSTP是一种改进的STP协议，它提高了网络恢复速度。

RSTP通过以下步骤构建生成树：- 立即阻塞所有端口：所有端口初始时处于阻塞状态。

- 立即转发端口：当检测到端口状态变化时，立即将端口转换为转发状态。

- 优化端口状态转换：RSTP使用端口状态转换时间优化网络恢复速度。

3. 使用网络设备配置生成树协议以RSTP为例，配置生成树协议的步骤如下：（1）在交换机上配置RSTP协议：```Switch> enableSwitch# configure terminalSwitch(config)# spanning-tree mode rstp```（2）查看交换机生成树状态：```Switch(config)# show spanning-tree summary```4. 分析生成树在网络中的重要作用生成树在网络中的重要作用如下：- 防止环路：生成树通过阻塞部分端口，避免网络中的环路，从而防止广播风暴和网络性能下降。

1.实验报告如有雷同，雷同各方当次实验成绩均以0 12分计。

32.当次小组成员成绩只计学号、姓名登录在下表中的。

43.在规定时间内未上交实验报告的，不得以其他方式补5交，当次成绩按0分计。

64.实验报告文件以PDF格式提交。

789【实验题目】生成树协议10 【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11环路的产生，避免广播风暴等。

12 【实验内容】13 (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。

14 （P117）15 (2)抓取生成树协议数据包，分析桥协议数据单元（BPDU ）。

16 (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。

17院系班 级组长学号学生实验分工陈 刘 3-8、 宗良18【实验要求】19一些重要信息需给出截图。

20注意实验步骤的前后对比！21【实验记录】(如有实验拓扑请自行画出,要求自行画出拓扑图)22(1)实例3-823实验拓扑图如下：2425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。

2627在PC1上启动Wireshark 软件观察包的数量变化如下：2829此时已经产生了广播风暴。

30两台交换机此时的生成树配置信息如下：313233无生成树配置信息。

34用PC1pingPC2时包增长情况如下：3536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。

37步骤1：38配置交换机A：3940步骤2：41配置交换机B：4243步骤3:44配置两交换机的快速生成树协议：45再按照拓扑图连接实验设备，此时包增长情况如下：464748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49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50环路。

51525354555657585960步骤4：验证测试61SwitchA的生成树信息：6263SwitchB的生成树信息：6465SwitchB中RootCost和RootPort值都为0，因此SwitchB为根交换机。