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技术原理
1) 生成树协议(spanning-tree),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;
2)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的属性网络,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;
3) 生成树协议版本:STP、RSTP(快速生成树协议)、MSTP(多生成树协议);
4)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;
5)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;
6)查看交换机树配置指令及参数
Switch#show spanning-tree //查看生成树的配置信息
返回参数说明:
StpVersion : RSTP 生成树协议的版本
SysStpStatus : Enabled 生成树协议运行状态,disable 为关闭状态
Priority : 32768 交换机的优先级
RootCost : 200000 交换机到达根交换机的开销
RootPort : Fa0/1 交换机上的根端口
或:
RootCost: 0 交换机到达根交换机的开销,0 代表本交换机为根
RootPort: 0 交换机上的根端口,0 代表本交换机为根
Switch#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1 //显示Switch 端口fastethernet 0/1 的状态
返回参数说明
PortState : forwarding 端口状态(forwarding:转发状态,discarding:阻塞状态 )
PortRole : rootPort 查看端口角色为根端口
实验说明
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,可以在冗余链路的交换机之间配置生成树协议;
实验步骤
1)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。选出跟交换机、根端口等,以便确定端口的转发状态。图中标记为黄色的端口处于block堵塞状态。
2)设置RSTP。
3)查看交换机show spanning-tree状态,了解跟交换机和根端口情况。
4)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。
5) 测试。当主链路处于down状态时候,能够自动的切换到备份链路,保证数据的正常转发。
实验设备
Switch_2960 2台;PC 2台;直连线(各设备互联)
※ 按照拓扑图连接网络时注意,两台交换机都配置快速生成树协议后,再将两台交换机连接起来。
如果先连线再配置会造成广播风暴,影响交换机的正常工作。
实验设备配置
PC0
IP: 192.168.1.2
Submask: 255.255.255.0
Gateway: 192.168.1.1
PC1
IP: 192.168.1.3
Submask: 255.255.255.0
Gateway: 192.168.1.1
PC0 ping PC1 reply
Switch0
Switch>en
Switch#conf t
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#inter fa 0/10 //将fa 0/10 端口绑定到 vlan10
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#inter rang fa 0/1 - 2
Switch(config-range)#switchport mode trunk //将 fa0/1 fa0/2端口工作模式改为 trunk
Switch(config-range)#exit
Switch(config)#spanning-tree mode rapid-pvst //指定生成树协议的类型为RSTP
Switch(config)#end
Switch1
配置过程同Switch0
实验验证
PC0
Ipconfig /all //查看所有IP配置
ping -t 192.168.1.3 reply //PC0不间断地ping PC1
Switch1
关闭fa 0/1端口,PC0重新 Ping PC1,查看PC0的ping情况是否正常;
Switch>en
Switch#conf t
Switch(config)#int fa 0/1
Switch(config-if)#shutdown //关闭fa 0/1端口
检查哪一个是根交换机,哪一个是根端口,哪些端口是阻塞的。
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