Cisco Packet Tracer中配置生成树

生成树简介：

生成树协议（英语：Spanning Tree Protocol，STP），是一种工作在OSI网络模型中的第二层(数据链路层)的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路.用于确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广播风暴,大量占用交换机的资源.

生成树协议是基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法被纳入了IEEE 802.1d中， [1]  2001年IEEE组织推出了快速生成树协议(RSTP)在网络结构发生变化时其比STP更快的收敛网络,还引进了端口角色来完善了收敛机制,被纳入在IEEE 802.1w中。

STP的工作过程如下：首先进行根网桥的选举，其依据是网桥优先级（bridge priority）和MAC地址组合生成的桥ID，桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥（bridge root）。在此基础上，计算每个节点到根桥的距离，并由这些路径得到各冗余链路的代价，选择最小的成为通信路径（相应的端口状态变为forwarding），其它的就成为备份路径(相应的端口状态变为blocking)。STP生成过程中的通信任务由BPDU完成，这种数据包又分为包含配置信息的配置BPDU（其大小不超过35B）和包含拓扑变化信息的通知BPDU（其长度不超过4B）。

 

网络的接入层、汇聚层和核心层：

接入层：

接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。接入交换机是最常见的交换机，它直接与外网联系，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代接入交换机大都提供多个具有10M/100M/1000M自适应能力的端口。

汇聚层：

汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。

核心层：

而将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供优化，可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。

 

操作：

模拟一个企业网络

添加三台交换机、一台服务器和两台主机。

其中Switch0为接入层交换机，Switch1、Switch2为汇聚层交换机。

为简化操作，本实验没有为设备配置IP地址、测试连通性等操作。

配置配置Switch1

查看根网桥优先级、根交换机MAC地址、该交换机的优先级和该交换机MAC地址

Switch>enable

Switch#show spanning-tree

 

VLAN0001

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    32769                           （根网桥优先级）

             Address     0001.4219.98AD                （根交换机MAC地址）

             Cost        19

             Port        1(FastEthernet0/1)

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

 

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)   （该交换机的优先级）

             Address     0001.9766.3825                （该交换机MAC地址）

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  20

 

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p

Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p

 

可以看出该交换机并不是根交换机

 

人工指定根交换机

Switch#configure terminal

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096

 

查看配置后的根网桥优先级、根交换机MAC地址、该交换机的优先级和该交换机MAC地址

VLAN0001

  Spanning tree enabled protocol ieee

  Root ID    Priority    4097                              （根网桥优先级）

             Address     0001.9766.3825                  （根交换机MAC地址）

             This bridge is the root

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

 

  Bridge ID  Priority    4097  (priority 4096 sys-id-ext 1)    （该交换机的优先级）

             Address     0001.9766.3825               （该交换机MAC地址）

             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

             Aging Time  20

 

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type

---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p

Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p

 

可以看出该交换机现在变成了根交换机。

 

此时看到网络拓扑结构图变为

生成树配置成功

 

模拟线路断开

模拟链路重新连接

注意： 1.将汇聚层交换机设置成根网桥这样配置生成树才有意义。

       2. 接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机并非是交换机的种类或者属性，只是由其所执行的任务来划分的。