网络原理实验6 生成树协议与链路聚合_要使用链路聚合,必须开启生成树还是多生成树协议?

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【实验名称】生成树协议与链路聚合

 

【实验目的】

1、理解生成树协议STP和RSTP的配置及原理。

2、理解链路聚合的配置及原理。

 

【实验原理】

生成树协议是一种二层管理协议，它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时具备链路的备份功能。生成树协议是通过在网络中选举根交换机，并在其他非根交换机上指定接收 BPDU(BridgeProtocol Data Unit)的端口来避免广播风暴的产生。生成树协议工作时，正常情况下，交换机的端口要经过几个工作状态的转变。物理链路待接通时，将在Block状态停留20s，之后是 Listen状态 15s，经过 15 秒 Learn，最后成为Forward状态。

生成树协议的作用是在提供冗余链路的同时，解决网络环路问题。该协议实现了在交换网络中通过SPA(生成树算法)生成一个没有环路的网络，即无回路的连通图，也就是树，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路，保证网络的正常通信。

可以通过阻断冗余链路(虚线)来修剪桥接网络中可能存在的路径回环。目前，生成树协议常见的版本有 STP(生成树协议 IEEE802.1d)、RSTP(快速生成树协议IEEE802.1w)、MSTP(多生成树协议IEEE802.1s)。

【实验内容】

本次实验的拓扑结构如下：

项目1：生成树协议STP

（1）启用S3550交换机生成树协议。

使用如下命令：

Red-Giant> enable

Red-Giant # config terminal

Red-Giant(config)# hostname S3550

S3550(config)#interface range fastethernet 0/1-2

S3550(config-if-range)#switchport mode trunk

验证生成树协议已经开启

 

（2）设置S3550生成树的模式为STP。

使用如下命令：（注意此处要使用思科自己专用的命令，spanning-tree mode pvst 就是启用基于VLAN的生成树模式,这是思科的独有用法）

S3550(config)#spanning-tree mode pvst

 

（3）设置交换机的优先级。

使用如下命令：（思科特有命令，这里要先声明vlan）

spanning-tree vlan 1 priority 0

 

验证3550交换机的优先级

 

（4）在S1908交换机上启用生成树协议。

使用如下命令：

Red-Giant> enable

Red-Giant # config terminal

Red-Giant(config)# hostname S1908

S1908(config)# interface range fastethernet 0/1-2

S1908(config-if-range)# switchport mode trunk

 

（5）S1908上设置生成树的模式为STP，并且验证。

使用如下命令：（pvst是思科的独有用法）

S1908(config)#spanning-tree mode pvst

（6）设置S1908交换机的优先级。

使用如下命令：（思科特有命令，这里要先声明vlan）

spanning-tree vlan 1 priority 4096

 

（7）综合验证测试。

验证S1908交换机端口fa 0/1的状态为转发(forward)状态

验证S1908交换机端口fa 0/2的状态为阻塞(discarding)状态  

使用如下命令：

S1908# show spanning-tree interface fa 0/1

S1908# show spanning-tree interface fa 0/2

 

验证网络拓扑结构发生变化时，ping的丢包情况

使用如下命令：

PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130

 

验证网络拓扑结构发生变化时，1908的端口fa 0/2的状态变化

 

项目2、3：快速生成树协议RSTP/ RSTP配置

此项目的大部分配置操作都和项目一是一样的，主要就是要开启快速生成树协议，下面只展示和项目一中不同的部分。

（1）设置S3550交换机生成树的模式 RSTP，并检验。

使用如下命令：（rapid-pvst是思科的独有用法）

S3550(config)#spanning-tree mode rapid-pvst

 

（2）设置S1908交换机生成树的模式 RSTP，并检验。

使用如下命令：（rapid-pvst是思科的独有用法）

S1908(config)# spanning-tree mode rapid-pvst

 

（3）综合验证测试

验证S1908交换机端口fa 0/1的状态为转发(forward)状态

验证S1908交换机端口fa 0/2的状态为阻塞(discarding)状态  

使用如下命令：

S1908# show spanning-tree interface fa 0/1

S1908# show spanning-tree interface fa 0/2

 

验证网络拓扑结构发生变化时，S1908交换机端口 fa0/2的状态变化

使用如下命令：

PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130

 

验证网络拓扑结构发生变化时，1908的端口fa 0/2的状态变化

可以看出，如果使用快速生成树协议RSTP，较生成树协议STP而言，丢包数明显减少，说明RSTP协议端口切换得更快。

 

项目4：链路聚合

（1）配置S3550交换机上的端口聚合

使用如下命令：（channel-group 1 mode desirable为思科的独有用法）

Red-Giant # config terminal

Red-Giant(config)# hostname S3550

S3550(config)# interface range fastethernet 0/1-2

S3550(config-if-range)# switchport mode trunk

S3550(config-if-range)# channel-group 1 mode desirable

 

（2）配置S1908交换机上的端口聚合

使用如下命令：（channel-group 1 mode desirable为思科的独有用法）

Red-Giant # config terminal

Red-Giant(config)# hostname S1908

S1908(config)# interface range fastethernet 0/1-2

S1908(config-if-range)# switchport mode trunk

S1908(config-if-range)# channel-group 1 mode desirable

 

（3）验证当交换机之间的一条链路断开时，PC1和PC2仍能够通信

使用如下命令：

PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130

可以看出，在一条链路断开时，PC1和PC2仍能够通信。

 

【小结或讨论】

Ping命令的反馈有四种，其中较常见的有3中，分别是：Reply from …: bytes=… time=…ms TTL=…这就是正常返回的情况；Request timed out是指能发出去但通过路由无法找到对方；Destination host Unreachable表示目标主机无法到达，就是数据包无法发出去；借助两个PC机的通信详细讲解了各种Ping命令的反馈，并且理解了如何根据Ping命令的反馈来查找错误。

生成树协议与链路聚合实验中，生成树协议主要是用来在当前使用的链路断开后，及时启用备用的端口来进行传输；而链路聚合是用来把几个链路整合到一起，就算其中有部分链路断了也不会导致数据无法发送，而且还能扩大端口的带宽。实验的主要困难是模拟器使用的是思科独有的配置命令，而指导书上使用的不是思科路由器，这就要自己去搜索思科的配置命令来完成实验。