1.3 生成树技术

【知识准备】

1.生成树技术概述

为了解决冗余链路引起的问题，IEEE制定了802.1d标准，即生成树协议（spanning tree protocol，STP）。STP的主要思想就是，当网络中存在备用链路时，只允许主链路激活。如果主链路因故障而被断开，备用链路才会被打开。当交换机间存在多条链路时，交换机的生成树算法只启动最主要的一条链路，而将其他链路都阻塞，并变为备用链路。当主链路出现问题时，STP将自动启用备用链路接替主链路的工作，不需要任何人工干预。

快速生成树协议（rapid spanning tree protocol，RSTP）：IEEE 802.1w，即RSTP，由IEEE 802.1d发展而成。在网络结构发生变化时，该协议能更快收敛网络。它比IEEE 802.1d多了两种端口类型，即预备端口类型（alternate port）和备份端口类型。

2.生成树技术配置

生成树技术主要涉及STP、RSTP的协议配置。

（1）配置STP

步骤1：开启STP。

switch(config)# spanning-tree

步骤2：配置生成树模式，可以根据需要选择生成树版本是STP或RSTP。

switch(config)# spanning-tree mode stp

步骤3：配置交换机的优先级，优先级是4096的倍数，默认值是32768。

switch(config)# spanning-tree priority < 0～61440 >

步骤4：配置端口优先级，端口优先级是16的倍数，默认值是128。

switch(config-if)# spanning-tree port-priority < 0～240 >

步骤5：配置端口的路径成本。（可选）

switch(config-if)# spanning-tree cost cost

（2）配置RSTP

步骤1：开启STP。

switch(config)# spanning-tree

步骤2：配置生成树模式，可以根据需要选择生成树版本是STP或RSTP。

switch(config)# spanning-tree mode rstp

步骤3：配置交换机的优先级，优先级是4096的倍数，默认值是32768。

switch(config)# spanning-tree priority < 0～61440 >

步骤4：配置端口优先级，端口优先级是16的倍数，默认值是128。

switch(config-if)# spanning-tree port-priority < 0～240 >

步骤5：配置端口的路径开销。（可选）

switch(config-if)# spanning-tree cost cost

1.3.1 任务一：STP技术配置

【任务描述】

为了提高网络的可靠性，在交换机SWA和SWB上用两条链路实现互联，以增加网络骨干链路的带宽，运行STP，使网络避免环路。其网络拓扑结构如图1-15所示。

【任务实施】

1.在交换机SWA和SWB上配置STP

（1）在交换机SWA上配置STP

（2）在交换机SWB上配置STP

2.指定交换机SWA为根交换机

3.查看交换机及端口的状态

（1）查看交换机SWA上配置的STP

上述show命令输出结果显示交换机SWA没有根端口，路径开销为0，是根交换机。

（2）查看交换机SWB上配置的STP

上述show命令输出结果显示交换机SWB为非根交换机，到根交换机的路径开销为200000，根端口为F0/3。

（3）查看交换机SWB端口F0/3和F0/4的状态

上述show命令输出结果显示交换机SWB为非根交换机，到根交换机的路径开销为200000，根端口为F0/3。

上述show命令输出结果显示交换机SWB的端口F0/4为替换端口。

（4）如果交换机SWA与SWB的端口F0/3之间的链路down掉，验证交换机SWB的端口F0/4的状态

上述show命令输出结果显示交换机SWB为非根交换机，到根交换机的路径开销为200000，根端口为F0/4。

4.验证测试

按图1-15所示连接拓扑，将PC1的IP地址设置为192.168.1.10/24，将PC2的IP地址设置为192.168.1.20/24。在PC1和PC2相通的情况下，让交换机SWA与SWB之间的端口F0/3所连接备用链路down掉（如拔掉网线），验证PC1与PC2是否能够ping通，并观察ping的丢包情况。

从ping命令的输出结果可以看到，把端口F0/3所连接的主链路down掉，PC1与PC2之间仍然能够ping通，说明备用链路（端口F0/4所连接链路）已经启用，但是在链路切换过程中有丢包现象。

1.3.2 任务二：RSTP技术配置

【任务描述】

为了提高网络的可靠性，在交换机SWA和SWB上用两条链路实现互联，以增加网络骨干链路的带宽，运行RSTP，使网络避免环路。其网络拓扑结构如图1-16所示。

【任务实施】

1.在交换机SWA和SWB上完成Trunk链路配置

（1）在交换机SWA上完成Trunk配置

（2）在交换机SWB上完成Trunk配置

2.在交换机SWA和SWB上配置RSTP

（1）在交换机SWA上配置STP

（2）在交换机SWB上配置STP

3.指定交换机SWA为根交换机

4.查看交换机及端口的状态

上述show命令输出结果显示交换机SWB为非根交换机，到根交换机的路径开销为200000，根端口为F0/1。

上述show命令输出结果显示交换机SWB的端口为F0/1角色为根端口，处于转发状态。

上述show命令输出结果显示交换机SWB的端口F0/2为替换端口，状态为阻塞状态。

5.设置交换机SWB的端口F0/2为根端口

6.查看交换机及端口的状态

上述show命令输出结果显示交换机SWA为根交换机。

上述show命令输出结果显示交换机SWB的端口F0/2为根端口，处于转发状态。

7.验证测试

按图1-16所示连接拓扑，将PC1的IP地址设置为192.168.1.10/24，将PC2的IP地址设置为192.168.1.20/24。

（1）让交换机SWA与SWB之间的端口F0/1所连接备用链路down掉（如拔掉网线），观察PC1 ping PC2结果

（2）重新接上端口F0/1所连接链路，待网络稳定后，让交换机SWA与SWB之间的端口F0/2所连接主链路down掉，观察PC1 ping PC2结果

以上结果显示丢包数为一个。

【小结】

通过生成树技术的学习，主要掌握STP、RSTP等配置与管理工作。

STP通过逻辑上阻塞一些冗余端口来消除环路，将物理环路改变为逻辑上无环路的拓扑，而一旦活动链路故障，被阻塞的端口能够立即启用，以达到冗余备份的目的。 pJR4Uvw5P7eAFWKc8bNOi0uvD0jK/Oj2F2n+0Pk24GK9jogiJORw9aeGquVkC7tv