实验九 快速生成树配置.doc

实验九快速生成树配置l 实验目标n 理解生成树协议工作原理；n 掌握快速生成树协议RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）基本配置方法；l 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内部校园网，为了提高网络的可靠性，现用2条链路将交换机互连，且在交换机上做适当配置，使网络避免环路。l 协议功能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。l 技术原理n 生成树协议（spanning-tree）的国际标准是IEEE802.1d，作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题；n 生成树协议是利用SPA算法，在存在交换机环路的网络中生成一个没有环路属性的网络，运用该算法将交换网络的冗余备份链路从逻辑上断开，当主链路出现故障时，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发。n 生成树协议版本：STP、RSTP（快速生成树协议）、MSTP（多生成树协议）。n 生成树协议的特点：收敛时间长。从主要链路出现故障到切换至备份链路需要50秒时间。n 快速生成树在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替换端口或备份端口，分别作为根端口（通向根网桥/交换机的端口）和指定端口。当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口，从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。l 实验设备Switch_2960 2台；PC 2台；直连线（各设备互联）具体实验步骤如下1) 画拓扑图默认情况下STP协议是启用的。通过两台交换机之间传送BPDU协议数据单元。选出根交换机、根端口等，以便确定端口的转发状态。图中标记为橘黄色的端口处于block堵塞状态，即备份链路逻辑上是断开的。查看交换机show spanning-tree状态，了解跟交换机和根端口情况。通过更改交换机生成树的优先级spanning-tree vlan 10 priority 4096可以变化跟交换机的角色。比如，本实验中先在S1交换机上运行show spanning-tree，查阅S1和S2中哪一个是根交换机，哪个端口是根端口？哪个是备份端口。2) 在PC1上配置参数IP：192.168.1.2子网掩码：255.255.255.0网关：192.168.1.13) 在PC2上配置参数IP：192.168.1.3子网掩码：255.255.255.0网关：192.168.1.14) 在交换机S1上配置rapid-pstp小知识：Cisco除了对IEEE发布的通用生成树标准提供支持外，它还自己针对这些公用生成树标准进行了改进，开发了对应版本的生成树技术PVST、PVST+、Rapid-PVST+。在PVST+和Rapid-PVST+模式下，最多可支持128个生成树实例。在正确认识Cisco所使用的生成树技术之前，先来简单回顾一下生成树技术截止目前为止的一些发展历程。 最初的生成树技术就是IEEE以802.1D标准形式发布的STP技术。它是把整个交换网络都当作一个生成树实例，也就是Common Spanning Tree，公共生成树（Cisco把它称之为“Mono Spanning Tree”，单生成树），要求整个交换网络不存在二层环路。这样一来，在STP技术中，网络中的所有VLAN共享同一个生成树实例，各VLAN使用802.1q中继模式。这种设计的最大不足就是不能通过冗余链路实现VLAN交互工程，即如果一条链路被阻塞了，也就是阻塞了所有VLAN通信在它上面通过。为了解决这一不足，Cisco建议采用它自己开发的PVST/PVST+生成树解决方案，为交换网络中的每个VLAN运行一个独立的生成树实例。这种解决方案使得每个VLAN使用不同的逻辑拓扑，可以明显地允许二层交互工程。但是这种解决方案也带来了不足，可以说是走到了原来的IEEE 802.1D STP的另一个极端，因为随着网络中VLAN数量的增长，PVST/PVST+方案浪费了大量的交换机资源，并且使得整个生成树管理变得十分复杂（因为网络中存在实例数一般都大于网络中活跃的VLAN数），最终就是因为每个VLAN有一个生成树实例，实例数太多。随着时间的推移，IEEE也没有闲着，也知道原来的IEEE 802.1D的以上不足，正在寻求解决方案。于是就发布了改进的生成树协议版本RSTP（快速生成树协议）。此时Cisco也同步跟进，发布了针对RSTP的改进版Rapid-PVST+。因为在RSTP中，IEEE还是把整个交换网络当成一个生成树实例，尽管提高了二层收敛速度，但是在较大网络中，这种改善还不足以使得冗余链路上就可以自由地进行VLAN通信交互，还是会存在因端口状态转换延时而出现数据丢失现象。Cisco仍然坚持按照它自己的每个VLAN一个生成树实例方式，于是就出现了前面说到的Rapid-PVST+。但是Cisco同样知道自己的每VLAN生成树方案所带来的以上不足，于是它就开始考虑抛弃原来一直坚持的每VLAN生成树方案，开发一种称之为MISTP（Multiple Instances Spanning Tree，多实例生成树）方案。但很快它就发现IEEE也已发布了类似的标准，那就是IEEE 802.1s MSTP（Multiple Spanning Trees Protocol，多生成树协议）。因为两者的功能几乎一样，为了避免术语上的混淆，和一些小功能上差异，最终Cisco就宣布直接等同采用IEEE 802.1s MSTP，这是Cisco直接等同采用的第一个生成树技术。rapid-pstp（Per-VLAN Spanning Tree，每VLAN生成树），从它的名称上就可以看出，它不再像STP那样把整个交换网络当成一个生成树实例，而是为每个VLAN当作一个生成树实例。在IEEE 802.1D标准STP方案中，它只定义了一个CST（通用生成树），假设整个桥接网络中仅一个生成树实例，这样就要求整个网络无环路。而在PVST中，每个VLAN一个生成树实例，只要每个VLAN内部无环路就可以，不考虑其他VLAN拓扑。这是它与IEEE 802.1D STP的最大区别。PVRST+ 是rstp和pvst结合体来的，在交换机上是rapid-pvst。S1#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.S1(config)#int fa 0/10S1(config-if)#switchport access Vlan 10 /*Vlan注意V要大写S1(config-if)#S1(config-if)#exitS1(config)#int rang fa 0/1 -2S1(config-if-range)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to upS1(config-if-range)#exitS1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst /*设置快速生成树S1(config)#endS1#%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleS1#5) 在交换机S2上配置rapid-pstpSwitchenSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#hostname S2S2(config)#int fa 0/10S2(config-if)#switchport access Vlan 10% Access VLAN does not exist. Creating vlan 10S2(config-if)#exitS2(config)#int range fa 0/1-2S2(config-if-range)#switchport mode trunkS2(config-if-range)#exitS2(config)#spanning-tree mode rapid-pvstS2(config)#endS2#%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console6) 查看rapid-pvst配置情况S2#show spanning-treeVLAN0001 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 32769 Address 0060.2F50.9221 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 0060.2F50.9221 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pFa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2pVLAN0010 Spanning tree enabled protocol rstp Root ID Priority 32778 Address 0060.2F50.9221 This bridge is the root Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Bridge ID Priority 32778 (priority 32768 sys-id-ext 10) Address 0060.2F50.9221 Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type- - - - - -Fa0/10 Desg FWD 19 128.10 P2pFa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2pFa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2p注意此时的拓扑图，备份链路逻