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【實驗名稱】生成樹協議與鏈路聚合
【實驗目的】
1、理解生成樹協議STP和RSTP的配置及原理。
2、理解鏈路聚合的配置及原理。
【實驗原理】
生成樹協議是一種二層管理協議，它通過有選擇性地阻塞網絡冗餘鏈路來達到消除網絡二層環路的目的，同時具備鏈路的備份功能。生成樹協議是通過在網絡中選舉根交換機，並在其他非根交換機上指定接收 BPDU(BridgeProtocol Data Unit)的端口來避免廣播風暴的產生。生成樹協議工作時，正常情況下，交換機的端口要經過幾個工作狀態的轉變。物理鏈路待接通時，將在Block狀態停留20s，之後是 Listen狀態 15s，經過 15 秒 Learn，最後成爲Forward狀態。
生成樹協議的作用是在提供冗餘鏈路的同時，解決網絡環路問題。該協議實現了在交換網絡中通過SPA(生成樹算法)生成一個沒有環路的網絡，即無迴路的連通圖，也就是樹，當主要鏈路出現故障時，能夠自動切換到備份鏈路，保證網絡的正常通信。
可以通過阻斷冗餘鏈路(虛線)來修剪橋接網絡中可能存在的路徑迴環。目前，生成樹協議常見的版本有 STP(生成樹協議 IEEE802.1d)、RSTP(快速生成樹協議IEEE802.1w)、MSTP(多生成樹協議IEEE802.1s)。
【實驗內容】
本次實驗的拓撲結構如下：
項目1：生成樹協議STP
（1）啓用S3550交換機生成樹協議。
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
驗證生成樹協議已經開啓
（2）設置S3550生成樹的模式爲STP。
使用如下命令：（注意此處要使用思科自己專用的命令，spanning-tree mode pvst 就是啓用基於VLAN的生成樹模式,這是思科的獨有用法）
S3550(config)#spanning-tree mode pvst
（3）設置交換機的優先級。
使用如下命令：（思科特有命令，這裏要先聲明vlan）
spanning-tree vlan 1 priority 0
驗證3550交換機的優先級
（4）在S1908交換機上啓用生成樹協議。
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上設置生成樹的模式爲STP，並且驗證。
使用如下命令：（pvst是思科的獨有用法）
S1908(config)#spanning-tree mode pvst
（6）設置S1908交換機的優先級。
使用如下命令：（思科特有命令，這裏要先聲明vlan）
spanning-tree vlan 1 priority 4096
（7）綜合驗證測試。
驗證S1908交換機端口fa 0/1的狀態爲轉發(forward)狀態
驗證S1908交換機端口fa 0/2的狀態爲阻塞(discarding)狀態
使用如下命令：
S1908# show spanning-tree interface fa 0/1
S1908# show spanning-tree interface fa 0/2
驗證網絡拓撲結構發生變化時，ping的丟包情況
使用如下命令：
PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130
驗證網絡拓撲結構發生變化時，1908的端口fa 0/2的狀態變化
項目2、3：快速生成樹協議RSTP/ RSTP配置
此項目的大部分配置操作都和項目一是一樣的，主要就是要開啓快速生成樹協議，下面只展示和項目一中不同的部分。
（1）設置S3550交換機生成樹的模式 RSTP，並檢驗。
使用如下命令：（rapid-pvst是思科的獨有用法）
S3550(config)#spanning-tree mode rapid-pvst
（2）設置S1908交換機生成樹的模式 RSTP，並檢驗。
使用如下命令：（rapid-pvst是思科的獨有用法）
S1908(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
（3）綜合驗證測試
驗證S1908交換機端口fa 0/1的狀態爲轉發(forward)狀態
驗證S1908交換機端口fa 0/2的狀態爲阻塞(discarding)狀態
使用如下命令：
S1908# show spanning-tree interface fa 0/1
S1908# show spanning-tree interface fa 0/2
驗證網絡拓撲結構發生變化時，S1908交換機端口 fa0/2的狀態變化
使用如下命令：
PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130
驗證網絡拓撲結構發生變化時，1908的端口fa 0/2的狀態變化
可以看出，如果使用快速生成樹協議RSTP，較生成樹協議STP而言，丟包數明顯減少，說明RSTP協議端口切換得更快。
項目4：鏈路聚合
（1）配置S3550交換機上的端口聚合
使用如下命令：（channel-group 1 mode desirable爲思科的獨有用法）
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交換機上的端口聚合
使用如下命令：（channel-group 1 mode desirable爲思科的獨有用法）
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）驗證當交換機之間的一條鏈路斷開時，PC1和PC2仍能夠通信
使用如下命令：
PC1：C:\>ping -t 192.168.0.130
可以看出，在一條鏈路斷開時，PC1和PC2仍能夠通信。
【小結或討論】
Ping命令的反饋有四種，其中較常見的有3中，分別是：Reply from …: bytes=… time=…ms TTL=…這就是正常返回的情況；Request timed out是指能發出去但通過路由無法找到對方；Destination host Unreachable表示目標主機無法到達，就是數據包無法發出去；藉助兩個PC機的通信詳細講解了各種Ping命令的反饋，並且理解了如何根據Ping命令的反饋來查找錯誤。
生成樹協議與鏈路聚合實驗中，生成樹協議主要是用來在當前使用的鏈路斷開後，及時啓用備用的端口來進行傳輸；而鏈路聚合是用來把幾個鏈路整合到一起，就算其中有部分鏈路斷了也不會導致數據無法發送，而且還能擴大端口的帶寬。實驗的主要困難是模擬器使用的是思科獨有的配置命令，而指導書上使用的不是思科路由器，這就要自己去搜索思科的配置命令來完成實驗。