CISCO交换机STP实验（生成树协议）

目录

一、前言：生成树协议(STP)

二、CISCO交换机STP命令汇总

三、运用STP搭建简单拓扑

一、前言：生成树协议(STP)

计算机网络中，我们为了减少网络故障导致无法正常通信的问题，通常会增加冗余设备作为备用，形成冗余拓扑。但是也增加了 冗余链路 ，这样却会引起交换环路，造成通信消息循环发送。交换环路会带来三个问题： 广播风暴、同一帧的多个拷贝、交换机 CAM 表不稳定 。

所以， STP(生成树协议，Spanning Tree Protocol) 就是解决冗余拓扑出现的问题。STP 基本思路是阻断一些交换机接口，构建一棵没有环路的转发树，让具有冗余结构的网络在故障时自动调整网络的数据转发路径。STP 利用 BPDU(Bridge Protocol Data Unit)和其他交换机进行通信，从而确定哪个交换机该阻断哪个接口。

为了在网络中形成一个没有环路的拓扑，网络中的交换机要进行以下三个步骤，BPDU 中的几个关键字段： 选举根桥、选取根口、选取指定口 。这些步骤中，作为根桥的交换机取决于以下因素（按顺序进行）：

（1） 最低的根桥 ID；

（2） 最低的根路径代价；

（3） 最低发送者桥 ID；

（4） 最低发送者端口 ID。 

现在了解基本的STP知识之后，下面将开始通过实验感受STP的实际应用场景。

软件平台： Cisco  Packet Tracer

综合实践题目： STP.pka 已经上传到CSDN，可下载实践练习。

二、CISCO交换机STP命令汇总

命令 作用 show spanning-tree  查看 STP 树信息 spanning-tree vlan 1 priority 4096   配置 VLAN1 的桥优先级 spanning-tree portfast   配置接口为 portfast，当有设备接入时立即进入转发状态 spanning-tree uplinkfast   配置 uplinkfast 特性 spanning-tree backbonefast 配置 backbonefast 特性 spanning-tree mode rapid-pvst   把 STP 的运行模式设为 RSTP+PVST spanning-tree link-type point-to-point 把接口的链路类型改为点对点 spanning-tree mode mst   把生成树的模式改为 MST spanning-tree mst configuration   进入 MST 的配置模式 name TEST-MST   命名 MST 的名字 revision 1   配置 MST 的 revision 号 instance 1 vlan 1-2   把 VLAN 1 和 VLAN 2 的生成树映射到实例 1 spanning-tree guard root   在接口上配置 root guard 特性 spanning-tree bpduguard enable   在接口上配置 bpduguard 特性

第一条命令在特权模式 （enable） 下执行，其他都是在配置模式 （configure terminal） 下。

这次实验只涉及到第1、2条命令，为基础运用。

show spanning-tree

如下，可以看到交换机生成树具体信息，分为两部分： 根ID 和 桥ID.

Priority：优先级（参数范围：<0-61440>）

Address：交换机的Mac地址

Hello Time：发送消息时间间隔

三、运用STP搭建简单拓扑

下面是一个最简单的冗余拓扑，可以看到，箭头所指位置是不通的，这就是生成树协议的作用，它阻塞了一条链路，避免形成交换环路。

现在我们看一下Switch0的STP情况：

Switch1的STP情况：

Switch0的f0/2接口阻塞，Switch0不是作为根桥。未进行配置默认情况下，结果如图所示。

那么，现在要将S0设置为根桥了，手动进行配置。操作就是将Priority设置为4096，前面提到BPDU决定根桥的因素之一。

命令：
spanning-tree vlan 1 priority 4096

将S0优先级设置之后，根桥变为S0，这时以S0向网络发送数据包。

四、实战：STP综合实验

综合实践题目： STP.pka 已经上传到CSDN，可下载实践练习。

这道题目上来就是IP地址分配，也许这是一个难点，而生成树协议我们前面看到的只需一行配置搞定，相对简单。

题目只给出 IP地址空间为：10.1.1.0/24  ，这是关键突破口！

VLAN名称、vlan号和所需主机IP地址对应如下：

VLAN号 名称 所需IP地址数 vlan 5 Management&Native 10 vlan 15 Production 100 vlan 25 Staff 50 vlan 35 Guest 20

给定地址空间10.1.1.0/24，根据IP地址数量，从多到少进行分配。

IP地址数 主机位数 可用IP地址数 分配网段（子网掩码） 100 7位 126 10.1.1.128/25 50 6位 62 10.1.1.192/26 20 5位 30 10.1.1.224/27 10 4位 14 10.1.1.240/28

问题来了，虽然得到了VLAN的网段，满足IP地址数量要求，但是题目完全没给出具体IP配置说明！

经过一段时间的探索，终于找到完全正确的地址分配，为每个设备 配置IP、默认网关、子网掩码 。具体配置就是，默认网关为取各自网段的可用IP第一个，PC、交换机Vlan的IP地址取可用IP地址的第二个。

如果理解还是不清楚，直接用下面我配置好的各设备地址表。

现在解决了题目关键部分，后续就简单了，直接按任务配置就可以。

其中，遇到一个任务：配置Vlan的默认网关，之前没配置过，所以学习了一条配置命令。

交换机配置默认网关命令：
ip default-gateway 10.1.1.255

完成任务过程，可以边查看进度情况，这是Cisco实验练习题目的一个优点，可以实时检查完成进度。完成率应该为 100%。若不是，则单击 Check Results（检查结果），了解哪些必需的组件尚未完成。

五、结语

STP(生成树协议，Spanning Tree Protocol)就是解决冗余拓扑出现的问题。 STP 基本思路是阻断一些交换机接口，构建一棵没有环路的转发树，让具有冗余结构的网络在故障时自动调整网络的数据转发路径。 本篇记录学习计算机网络重点知识：生成树协议(STP)，详细步骤将从认识到实践，使用Cisco Packet Tracer 完成STP综合练习。同时，也更实际地学习IP地址分配，加深对IP地址的理解和应用。

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