生成树协议STP和快速生成树协议RSTP的配置及原理

生成树协议STP和快速生成树协议RSTP：

生成树协议的由来：由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问，系统瘫痪，因此在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题，但是------这样做的好处是：减少单点故障，增加网络可靠性；缺点是：产生交换环路，会导致广播风暴、多帧复制、mac地址表抖动。因此生成树协议是为了提供冗余链路，解决环路问题（作用）。

生成树协议的原理：使冗余端口置于“阻塞状态”；网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；当原本的链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠。

实验目的：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

实验拓扑：

配置过程：（此实验需要先配置再连线，只能在真实机上做）

生成树协议STP：

1.开启生成树协议：（A和B同）

switchA#configure terminal 进入全局配置模式

switchA(config)#spanning-tree 开启生成树协议

2.设置生成树模式：（A和B同）

switchA(config)#spanning-treemode stp ！设置生成树模式为STP（802.1D）

验证测试：验证生成树协议模式为802.1D

3.验证生成树协议已经开启：（A和B同）

switchA#showspanning-tree ！显示交换机生成树的状态

switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/1 ！显示交换机接口fastethernet0/1的状态

switchA#showspanning-tree interface fastEthernet 0/2 ！显示交换机接口fastethernet0/2的状态

4.测试结果：

C:Userspdsu>ping -t192.168.10.1

正在 Ping192.168.10.1 具有 32 字节的数据:

请求超时。

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自 192.168.10.1的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=3ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

请求超时。 -------------------此处是当拔掉没有阻塞端口的链路的结果

请求超时。

请求超时。

请求超时。

来自192.168.10.2 的回复: 无法访问目标主机。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

请求超时。

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

192.168.10.1 的 Ping 统计信息:

数据包: 已发送 = 53，已接收 = 37，丢失 = 16 (30% 丢失)，

往返行程的估计时间(以毫秒为单位):

最短 = 1ms，最长 = 3ms，平均 = 1ms

快速生成树协议RSTP：

设置为RSTP模式：

SwitchB#configureTerminal

Enter configurationcommands, one per line. End with CNTL/Z.

SwitchB(config)#spanning-tree

2017-09-2619:02:56 @5-CONFIG:Configured fromoutband

SwitchB(config)#spanning-treemode rstp

2017-09-2619:03:05 @5-CONFIG:Configured fromoutband

显示结果：

SwitchB#showspanning-tree

SwitchB#showspanning-tree interface fastEthernet 0/1

SwitchB#showspanning-tree interface fastEthernet 0/2

测试结果：

C:Userspdsu>ping -t192.168.10.1

正在 Ping192.168.10.1 具有 32 字节的数据:

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=3ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

请求超时。 -------------------此处是当拔掉没有阻塞端口的链路的结果

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

来自192.168.10.1 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64

192.168.10.1 的 Ping 统计信息:

数据包: 已发送 = 37，已接收 = 36，丢失 = 1 (2% 丢失)，

往返行程的估计时间(以毫秒为单位):

最短 = 1ms，最长 = 3ms，平均 = 1ms

小结：从测试结果可以看出在当原来的链路出现故障时，快速生成树协议连接上网络的速度更快。

补充：

广播风暴：广播信息在网络中不停地转发，直至导致交换机出现超负荷运转，最终耗尽所有宽带资源、阻塞全网通信。

多帧复制：单播的数据帧被多次复制传送到目的站点

MAC地址表抖动：由于相同帧的拷贝在交换机的不同端口上被接收而引起的MAC地址表不稳定