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1、石河子大学信息科学与技术学院V网络技术课程设计成果报告20142015学年第一学期题目名称：利用快速生成树协议（RSTP）实现现交换机之间的冗余链路备份专业：计算机科学与技术班级：计科2012（一）班学号：2012508013学生姓名：蒋能凯指导教师：曹传东完成日期：二。一五年一月七日一课题介绍-3-1.1 课题名称-3-1.2 课题简介-3-1.3 课题拓展-3-二 RSTP简介-3-三 实验环境介绍-5-3.1 实验软硬件环境-5-3.2 实验参数-5-3.3 实验拓扑图-8-四实验内容-8-五 实验详细步骤-9-5.1 绘制实验拓扑-9-5.2 交换机及PC的基本配置-9-5.3 Spa
2、nning-tree的酉己置-13-5.4 链路测试-14-六课题总结-17-附录A参考文献-18-课题介绍1.1 课题名称配置利用快速生成树协议（RSTP）实现交换机之间的冗余链路备份1.2 课题简介要求在CISCoPaCketTraCer模拟配置软件中仅使用命令窗口，不能使用对话框配置，本任务要求使用三台交换机（两种型号）两两之间构建冗余的两条链路，并通过修改设备优先级、最短路径开销、端口优先级等人为调整RSTP快速生成树协议过程，记录使用show、ping-t命令查看某条路径断开后的情况。1.3 课题拓展在实现基本的三台交换机实现同一VLAN中主机通信的链路备份后，尝试三台以上，两个以上
3、VLAN主机间通信链路的备份，设置端口优先级来指定默认链路，但是由于最短路径开销无法再CiSCOPaCketTraCer上模拟，故此项功能在实验中无法完成。二RSTP简介生成树协议（SPanning-tree）,作用是在交换网络中提供冗余备份链路，并且解决交换网络中的环路问题。生成树协议是利用SPA算法（生成树算法）在存在交换环路的网络中生成一个没有环路的树形网络。运用该算法将交换网络冗余的备份链路逻辑上断开，当主要链路出现故障时，能够自动的切换到备份链路，保证数据的正常转发。生成树协议目前常见的版本有STP（生成树协议IEEE802.1d）、RSTP（快速生成树协议IEEE802.1W）、M
4、STP（多生成树协议IEEE802.1s）。生成树协议的特点是收敛时间长。当主要链路出现故障以后，到切换到备份链路需要50秒的时间。快速生成树协议（RSTP）在生成树协议的基础上增加了两种端口角色：替换端口（alternatePort）和备份端口（backupPort）,分别做为根端口（rootPort）和指定端口（designedPort）的冗余端口。当根端口或指定端口出现故障时，冗余端口不需要经过50秒的收敛时间，可以直接切换到替换端口或备份端口。从而实现RSTP协议小于1秒的快速收敛。RSTP可以和早前的STP协议共同工作。不过，需要指出的是当与早期的网桥互操作时，802.1W会失去其固
5、有的快速收敛的好处。每一个端口都维护着一个变量，用于定义相应网段的协议。在端口激活时，一个3秒的迁移延时定时器也会同时启动。当定时器运行时，端口当前的STP或RSTP模式会被锁定。当迁移定时器过期时，端口会适应为它所收到的下一个BPDU的相应模式。如果端口是由于收到BPDU而改变操作模式，迁移延时会重新开始。这就限制了可能的频繁改变模式。RSTPBPDUSTPBPDU图1RSTP演示举例来说，假设上图中桥A和B在运行RSTP,桥A为该段的DeSignated端口。一个运行早期STP的桥C被引入该链路。由于802.1D网桥忽略RSTPBPDU并丢弃它们，C认为该段中没有其他的网桥，并开始发送它的
6、次优的802.1D格式的BPDU。当桥A收到这些BPDU,最大两倍hello-time以后，该端口会改变为802.ID模式。因此，现在C可以理解桥A的BPDU,并接收A作为该段的指定网桥。SIPBPDU图2RSTP演示注意在特定情况下，如果移去桥C,桥A的那个端口仍然运行在STP模式，尽管它和它唯一的邻居B运行RSTP会更有效。这是因为桥A不知道桥C从网段中移去。对这种特殊(而很少见)的情况，需要用户手工干预以重启该端口的协议探测。当一个端口运行在802.ID兼容模式时，它可以处理拓扑改变通知(TCN)BPDU和设置了TC或TCA标志位的BPDUoRSTP(IEEE802.1w)生来就包括大部
7、分思科对802.ID生成树的私有增强，比如BackboneFast,UplinkFastftPortFastoRSTP在正确配置的网络中可以获得快速的收敛，有时在几百毫秒左右。传统的802.1D定时器，比如转发延时和最大老化时间，仅仅用于备用。如果点对点和边缘端口被正确的识别和被管理员正确设定，就不再需要这些定时器。而且，如果不用与早期的网桥互通，这些定时器也不再需要。三实验环境介绍3.1 实验软硬件环境本次实验是在MicrosoftWindows7操作系统上利用CiscoPacketTracer模拟软件实现的，利用RSTP协议完成多路由器之间的冗余链路备份，在模拟的过程中，需要模拟出如下的设
8、备：1 .交换机（三台）：2950-252960-24TT2960-24TT；2 .PC机四台：PC-PT；3 .交叉线：3条；4 .直通线：4条。3.2 实验参数1 .交换机参数本实验要求使用三台交换机，并且至少含有两种型号，因此本实验采用了2950-25.2960-24TT两种型号的交换机，其中296024TT采用两台，按照题目要求，这三台交换机两两相连，交换机的参数如表1所示。编号型号端口使用情况所含VLANSwitchA2950-25FastEthernetO/1连接到SwitchBVLAN2FastEthernetO/2连接到PCOFastEthemetOM连接到PClFastEth
9、ernet03连接到SwitchCSwitchB2960-24TTFastEthernetO/!连接到SwitchAVLAN2FastEthernetO/1连接到SWitChCSwitchC2960-24TTFastEthernetO/1连接到PC3VLAN2FastEthernetO/2连接到SwitchBFastEthernet03连接到SwitchAFastEthernetO/4连接到PC2表1三台交换机的参数2 .PC参数本实验使用了四台相同型号的PG分别连接到SWitChA,和SWitChC上，这四台PC机同属一个VLAN,他们的参数如表2所示。表2四台PC的参数名称IP子网掩码默认
10、网关所属VLANPCO192.168.1.2255.255.255.0192.168.1.1VLAN2PCl192.168.1.3255.255.255.0192.168.1.1PC2192.168.1.4255.255.255.0192.168.1.1PC3192.168.1.5255.255.255.0192.168.1.13.3实验拓扑图三台交换机两两相连，四台PC机中，PCOPCl连在SwitchA的FaStEthernetO/2、FastEthernetO/4端口上，利用SwitchB作为冗余链路，当SwitchA与SwitchC之间的链路断掉以后，可以使用SWitChB这条链路继续
11、通信。四实验内容本次实验主要是利用三台交换机实现同一VLAN不在同一交换机上的四台PC机之间通信链路的冗余备份，并通过设置端口优先级来指定默认链路，要求掌握交换机的基本配置方法，VLAN划分的方法，重点是掌握Spanning-tree的配置，以及Spanning-tree的重要理论知识，具体实验内容如下：1 .使用CiscoPacketTracer模拟器构造出实验所需的拓扑。注意相同设备之间的连接应该用交叉线，不同设备之间的连接使用直通线，路由器和PC相连使用交叉线。2 .分别在三台交换机上划分VLAN,并把相应的端口归入VLAN中。3 .为4台PC分配IP。4 .设置交换机的中继端口（TrU
12、nk）和访问端口（ACCeSs）。5 .配置快速生成树协议（RSTP）,指定协议模式，协议算法。6 .配置快速生成树协议（RSTP）的根路由，备用根路由，以及各端口开销。7 .对配置好的网络进行测试，采用断路测试的方法。五实验详细步骤5.1 绘制实验拓扑打开PaCketTraCer5.3,进入工作界面，实验要求采用三台至少两种型号的交换机，因此，我们选择了2950-252960-24TT两种型号的交换机,其中2960-24TTffi台，他们在PacketTracer中的图标如下:2950-24 SwitchO2960-24TT SwitchS图4交换机图标实验拓扑的绘制十分简单，这里不再赘述，
13、应注意的只有两点：1 .设备连接线的选择。相同设备之间的连接应该用交叉线，不同设备之间的连接使用直通线，路由器和PC相连使用交叉线。2 .在连接交换机的时候,为了便于分别,应该让相同标号的端口连在一起,如:SwitchA的fal端口应该连在SwitchB的fal端口。5.2 交换机及PC的基本配置1 .给PC分配IP、子网掩码、默认网关按照3.2节实验参数的设计，对四台PC进行配置。单击拓扑中的PC,弹出PC的配置页面，单击“桌面”选项卡，再单击“IP配置图标”，在弹出的对话框中一次填入IP地址，子网掩码，默认网关，PCl的配置如图5所示。图5 PCl的配置信息2 .划分VLAN,配置端口角色
14、根据3.2节实验参数的设计，应在三台主机上分别创建VLAN2,详细的设置参数请参见表3o表3交换机详细配置方案交换机编号配置方案SwitchA四个端口都归入VLAN2,FaO/2、fa4为访问端口FaO/1、fa3为中继端口SwitchB两个端口都归入VLAN2且均为中继端口SwitchC四个端口都归入VLAN2Fao/1、fa4为访问端口Fao/2、fa3为中继端口SwitchA的配置Switchenable/进入特权模式Switch#configt进入全局配置模式Switch(config)#hostnameSwitchA为交换机重命名为SwitchASwitchA(config)#vla
15、n2创建vlan2SwitchA(config-vlan)#exitSwitchA(config)#interfacerangefastEthemet0/1-4对端口1-4进行统一配置SWitChA(COnfSWitChPOrtaccessvlan2将端口归入到VIan2SwitchA(config-if)#exitSwitchA#configtSwitchA(config)#interfacefal将端口fal,fa3设置成trunk模式SWitChA(ConEg-if)#SWitChPortmodetrunk设置完成后端口自动重启%LINEPR0T0-5-UPD0WN:LineprotocolonInterfaceFastEthemetO/1,changedstatetodown
