实验 5.5.1：基本生成树协议
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拓扑图
地址表
设备 （主机名）
接口
IP 地址
子网掩码
默认网关
S1 VLAN 1 172.17.10.1 255.255.255.0 不适用 S2 VLAN 1 172.17.10.2 255.255.255.0 不适用 S3 VLAN 1 172.17.10.3 255.255.255.0 不适用 PC1 PC2 PC3 PC4
网卡 网卡 网卡 网卡
172.17.10.21 255.255.255.0 172.17.10.254 172.17.10.22 255.255.255.0 172.17.10.254 172.17.10.23 255.255.255.0 172.17.10.254 172.17.10.27 255.255.255.0 172.17.10.254 所有内容版权所有 © 1992–2007 Cisco Systems, Inc. 保留所有权利。本文档为 Cisco 公开信息。 第 1 页（共 9 页）
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LAN 交换和无线：STP
实验 5.5.1：基本生成树协议
学习目标
完成本实验后，您将能够：
• • • • •
根据拓扑图进行网络布线
删除启动配置并重新加载默认配置，将交换机设置为默认状态 执行交换机上的基本配置任务
观察并解释生成树协议（STP，802.1D）的默认行为 观察对生成树拓扑变化的响应
任务 1：执行基本交换机配置
步骤 1：根据拓扑图所示完成网络电缆连接。
您可使用实验室中现有的、具有拓扑图中所示接口的交换机。本实验中的输出来自 Cisco 2960 交换机。其它型号的交换机可能会产生不同的输出。 建立到所有三台交换机的控制台连接。 步骤 2：清除交换机的所有配置。
清除 NVRAM、删除 vlan.dat 文件并重新加载交换机。请参阅实验 2.5.1 了解相关步骤。重新加载完成后，使用 show vlan 特权执行命令确认只存在默认 VLAN，并且所有端口都已分配给 VLAN 1。
S1#show vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- ----------------------------- 1 default active Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4 Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8 Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12 Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15,Fa0/16 Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19,Fa0/20 Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23,Fa0/24 Gig0/1, Gig0/2 1002 fddi-default active 1003 token-ring-default active 1004 fddinet-default active 1005 trnet-default active
步骤 3：配置基本交换机参数。
根据以下指导原则配置 S1、S2 和 S3 交换机：
• • • • •
配置交换机主机名。 禁用 DNS 查找。
将执行模式口令配置为 class。 为控制台连接配置口令 cisco。 为 vty 连接配置口令 cisco。
（S1 显示的输出）
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Switch>enable
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#hostname S1
S1(config)#enable secret class S1(config)#no ip domain-lookup S1(config)#line console 0
S1(config-line)#password cisco S1(config-line)#login
S1(config-line)#line vty 0 15 S1(config-line)#password cisco S1(config-line)#login S1(config-line)#end
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console S1#copy running-config startup-config Destination filename [startup-config]? Building configuration... [OK]
任务 2：准备网络
步骤 1：使用 shutdown 命令禁用所有端口。
使用 shutdown 命令确保交换机端口初始状态为非活动状态。使用 interface-range 命令可简化此任务。 S1(config)#interface range fa0/1-24 S1(config-if-range)#shutdown
S1(config-if-range)#interface range gi0/1-2 S1(config-if-range)#shutdown
S2(config)#interface range fa0/1-24 S2(config-if-range)#shutdown
S2(config-if-range)#interface range gi0/1-2 S2(config-if-range)#shutdown
S3(config)#interface range fa0/1-24 S3(config-if-range)#shutdown
S3(config-if-range)#interface range gi0/1-2 S3(config-if-range)#shutdown
步骤 2：以接入模式重新启用 S1 和 S2 上的用户端口。
参考拓扑图，确定 S2 上供最终用户设备接入的交换机端口有哪些。这三个端口将配置为接入模式，并通过 no shutdown 命令启用。
S1(config)#interface fa0/3
S1(config-if)#switchport mode access S1(config-if)#no shutdown
S2(config)#interface range fa0/6, fa0/11, fa0/18 S2(config-if-range)#switchport mode access S2(config-if-range)#no shutdown
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步骤 3：在 S1、S2 和 S3 上启用中继端口
本实验只使用一个 VLAN，但是交换机之间的所有链路上均已启用中继，以备将来加入额外的 VLAN。
S1(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2 S1(config-if-range)#switchport mode trunk S1(config-if-range)#no shutdown
S2(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2 S2(config-if-range)#switchport mode trunk S2(config-if-range)#no shutdown
S3(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2 S3(config-if-range)#switchport mode trunk S3(config-if-range)#no shutdown
步骤 4：在所有三台交换机上配置管理接口地址。
S1(config)#interface vlan1
S1(config-if)#ip address 172.17.10.1 255.255.255.0 S1(config-if)#no shutdown
S2(config)#interface vlan1
S2(config-if)#ip address 172.17.10.2 255.255.255.0 S2(config-if)#no shutdown
S3(config)#interface vlan1
S3(config-if)#ip address 172.17.10.3 255.255.255.0 S3(config-if)#no shutdown
在交换机之间执行 ping 操作，检查这些交换机是否都已正确配置。从 S1 ping S2 和 S3 的管理接口。从 S2 ping S3 的管理接口。
ping 是否成功？___________________________________________ 若不成功，则排除交换机配置故障，然后重试。
任务 3：配置主机 PC
使用本实验开头部分地址表中的 IP 地址、子网掩码和网关配置 PC1、PC2、PC3 和 PC4 的以太网接口。
任务 4：配置生成树
步骤 1：检查 802.1D STP 的默认配置。
在每台交换机上，使用 show spanning-tree 命令列出其上的生成树表。根选举取决于实验中每台交换机的 BID，因而会产生不同的输出结果。
S1#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769
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Address 0019.068d.6980 这是根交换机的 MAC 地址
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 0019.068d.6980
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Desg FWD 19 128.3 P2p Fa0/2 Desg FWD 19 128.4 P2p Fa0/3 Desg FWD 19 128.5 P2p
S2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980 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) Address 001b.0c68.2080
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p Fa0/11 Desg FWD 19 128.11 P2p Fa0/18 Desg FWD 19 128.18 P2p
S3#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980 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) Address 001b.5303.1700
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
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Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p Fa0/2 Altn BLK 19 128.2 P2p
步骤 2：检查输出。
存储在生成树 BPDU 中的网桥标识符（网桥 ID）包含网桥优先级、系统 ID 扩展和 MAC 地址。网桥优先级与系统 ID 扩展的组合或两者相加之和称为网桥 ID 优先级。系统 ID 扩展始终等于 VLAN 号。例如，VLAN 100 的系统 ID 扩展为 100。如果使用默认网桥优先级值 32768，则 VLAN 100 的网桥 ID 优先级为 32868 (32768 + 100)。 show spanning-tree 命令可显示网桥 ID 优先级的值。注意：括号中的“优先级”值的第一部分代表网桥优先级值，第二部分代表系统 ID 扩展的值。
根据输出回答下列问题。
1. VLAN 1 上交换机 S1、S2 和 S3 的网桥 ID 优先级分别是多少？
a. S1 _______ b. S2 _______ c. S3 _______
2. 哪台交换机是 VLAN 1 生成树的根？ ________________ 3. S1 上哪些生成树端口处于阻塞状态？_________________无 4. S3 上哪些生成树端口处于阻塞状态？_________
5. STP 根据什么选择根交换机？_________________________
6. 由于这些网桥的优先级全部相同，交换机会另外根据哪项信息来确定根网桥？
________________________
任务 5：观察 802.1D STP 对拓扑变化的响应
现在让我们来观察当我们特意模拟断开链路时会发生什么情况
步骤 1：使用 debug spanning-tree events 命令将交换机置于生成树调试模式下 S1#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
S2#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
S3#debug spanning-tree events
Spanning Tree event debugging is on
步骤 2：特意关闭 S1 上的端口 Fa0/1
S1(config)#interface fa0/1 S1(config-if)#shutdown
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步骤 3：记录 S2 和 S3 的调试输出
S2#
1w2d: STP: VLAN0001 we are the spanning tree root S2#
1w2d: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down
1w2d: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/1, changed state to down S2#
1w2d: STP: VLAN0001 heard root 32769-0019.068d.6980 on Fa0/2 1w2d: supersedes 32769-001b.0c68.2080
1w2d: STP: VLAN0001 new root is 32769, 0019.068d.6980 on port Fa0/2, cost 38 1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/2 S3#
1w2d: STP: VLAN0001 heard root 32769-001b.0c68.2080 on Fa0/2 1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> listening S3#
1w2d: STP: VLAN0001 Topology Change rcvd on Fa0/2
1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/1 S3#
1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> learning S3#
1w2d: STP: VLAN0001 sent Topology Change Notice on Fa0/1 1w2d: STP: VLAN0001 Fa0/2 -> forwarding
如果从 S2 连接到根交换机的链路出现中断，S2 关于生成树根桥的最初判断是怎样的？______________________
一旦 S2 在 Fa0/2 上收到新信息，S2 会得出什么结论？____________________
在 S2 和 S1 之间链路出现中断之前，S3 上的端口 Fa0/2 一直处于阻塞状态。拓扑发生变化后，此端口将依次经过哪些状态？ __________________________________
步骤 4：使用 show spanning-tree 命令检查生成树拓扑中发生了什么变化
S2#show spanning-tree
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol ieee Root ID Priority 32769
Address 0019.068d.6980 Cost 38
Port 2 (FastEthernet0/2)
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) Address 001b.0c68.2080
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/2 Root FWD 19 128.2 P2p Fa0/6 Desg FWD 19 128.6 P2p Fa0/11 Desg FWD 19 128.11 P2p Fa0/18 Desg FWD 19 128.18 P2p
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Address 0019.068d.6980 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) Address 001b.5303.1700
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 300
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/1 Root FWD 19 128.1 P2p Fa0/2 Desg FWD 19 128.2 P2p
根据输出回答下列问题。
1. S2 转发流量的路径发生了什么变化？ __________________________________ 2. S3 转发流量的路径发生了什么变化？___________________________________
任务 6：发出 show run 命令，记录下每台交换机的配置。
S1#show run !<省略输出> !
hostname S1 !
!
interface FastEthernet0/1 switchport mode trunk !
interface FastEthernet0/2 switchport mode trunk !
interface FastEthernet0/3 switchport mode access !
! <省略输出> !
interface Vlan1
ip address 172.17.10.1 255.255.255.0 ! end
S2#show run !<省略输出>
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!
hostname S2 !
!
interface FastEthernet0/1 switchport mode trunk !
interface FastEthernet0/2 switchport mode trunk !
! <省略输出> !
interface FastEthernet0/6 switchport mode access !
interface FastEthernet0/11 switchport mode access !
interface FastEthernet0/18 switchport mode access ! !
interface Vlan1
ip address 172.17.10.2 255.255.255.0 ! end
S3#show run !<省略输出> !
hostname S3 !
!
interface FastEthernet0/1 switchport mode trunk !
interface FastEthernet0/2 switchport mode trunk ! !
! <省略输出> !
interface Vlan1
ip address 172.17.10.3 255.255.255.0 ! end
任务 7：课后清理
删除配置，然后重新启动交换机。拆下电缆并放回保存处。对于通常连接到其它网络（例如学校 LAN 或 Internet）的 PC 主机，请重新连接相应的电缆并恢复原有的 TCP/IP 设置。
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