湖南工程学院网络实训生成树协议的研究与实现

1、网 络 实 训 报 告课程名称 计算机机网络 课题名称 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2013年 11 月 100 日湖南工程学院网 络 实 训训 任 务 书课程名称 计算机机网络原理 课 题 生成树协协议的研究与与实现 专业班级 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期期 20012 年年 12 月 20 日任务完成日期 20133 年 1 月 10 日 网络实训报告1 需求分析1.1 项目背背景在实际的网络环环境中，物理理环路可以提提高网络的可可靠性，当一一条物理线路路断掉的时候候，另外一条条线路仍然可可以传输数据据。但是，在在交换的网络络中，当 HYPERLINK

2、/view/1077.htm 交换换机接收到一一个目的地址址未知的 HYPERLINK /view/1366167.htm 数据据帧时，交换换机会将这个个数据帧广播播出去，这样样，在存在物物理环路的交交换网络中，就就会产生双向向的广播环，甚甚至产生 HYPERLINK /view/197497.htm 广播播风暴，导致致交换机资源源耗尽而宕机机。这样就产产生了一个矛矛盾，需要物物理环路来提提高网络的可可靠性，而环环路又有可能能产生 HYPERLINK /view/197497.htm 广播风风暴，怎样才才能两全其美美呢？ STTP（Spaanningg Treee Prottocol， HYP

3、ERLINK /view/72369.htm 生成树协议），就是用来解决这个矛盾的。STP协议在逻辑上断开网络的环路，防止 HYPERLINK /view/197497.htm 广播风暴产生，而一旦正在使用的线路出现故障，被逻辑上断开的线路又会恢复畅通，继续传输数据。基于STP有这样的作用，我们选择了生成树这个课题，并且为了能使网络中的PC机能动态获得IP地址，我们在网络规划时加入了DHCP服务器。1.2 网络需需求分析 为实现现实验目的，我我们需要搭建建一台DHCCP服务器，为为了在实验中中使用生成树树，在网络规规划中就要构构建环路，这这样我们用到到两台博科的的三层交换机机、两台两层层交换机

4、以及及两台PC机机，其中两台台三层交换机机和两台二层层交换机分别别构成两个环环路，为了增增加 HYPERLINK /view/25302.htm 系统的可靠性性，扩展 HYPERLINK /view/1158081.htm 网络络设备和 HYPERLINK /view/899.htm 服务器的带宽宽、增加 HYPERLINK /view/4316.htm 吞吐吐量、加强网网络数据处理理能力、提高高网络的灵活活性和可用性性，在网络规规划中我们采采用了链路聚聚合，同时为为了使不同的的Vlan之之间能够相互互通讯，我们们使用了三层层交换机的路路由功能，同同时在网络规规划中搭建了了DHCP服服务器，这

5、使使得两台PCC机能够动态态获取IP地地址。2 网络规划2.1 拓扑图图 首先先划分vlaan，图中将将DHCP划划分给vlaan10，ssw1划分给给vlan220，sw22划分给vllan30，rrouterr1、rouuter2即即属于vlaan20又属属于vlann30，ppc1属于vvlan200，pc2属属于vlann30；其次次给各个vllan划分网网段，给vllan10划划分的网段为为 0/24, vlan220划分的网网段为 /244 ，给vllan30划划分的网段为为10.1.30.0/24。其中中routeer1的1、22号端口与rrouterr2的1、22号端口进行行链

6、路聚合。 图2.1 拓扑扑图2.2 地址划划分表2.1 地址址划分表设备 所属Vlann 所属网段 ip地址Router11 vlan200、vlann30/244 0/24/244 1/24Router 2vlan20、vvlan300/244 0/24/244 2/24Sw1 vlan200/244无Sw2vlan3010.1.300.0/244无Pc1vlan20/24454Pc2vlan3010.1.300.0/244 10.1.300.254DHCPvlan10/24454 3 网络实施3.1 三层交交换机配置首先使用lagg stattic命令进进行链路聚合合，输入所要要聚合的端口

7、口、设置主端端口，启用链链路聚合router11(conffig)#llag sbb statticrouter11(conffig-laag-sb)#portts ethh 1/1 eth 11/2router11(conffig-laag-sb)#primmary-pport 11/1router11(conffig-laag-sb)#deplloy然后进入各个vvlan对其其中的端口进进行设置（ttaggedd、untaagged），并并用routter-innterfaace vee命令在roouter的的每个vlaan中配置一一个虚拟端口口，之后进入入虚拟端口并并给其分配iip地址，

8、供供routeer中的路由由功能使用router11(conffig)#vvlan 220router11(conffig-vllan-200)#taggged eeth 1/1router11(conffig-vllan-200)#rouuter-iinterfface vve 20router11(conffig-vllan-200)#intt ve 220router11(conffig-viif-20)#ip aadd /244使用ip heelper-addreess命令给给pc机指出出DHCP服服务器的ipp地址；最后后启用生成树树并打开端口口router11(conffig-vi

9、if-20)#ip hhelperr-addrress 544图3.1 链路路聚合图802.1w由由802.11d发展而成成，这种协议议在网络结构构发生变化时时，能更快的的收敛网络。它它比802.1d多了两两种端口类型型：预备端口口类型（allternaate poort）和备备份端口类型型。STP（SSpanniing Trree Prrotocool）是 HYPERLINK /view/72369.htm 生成成树协议的英英文缩写。该该协议可应用用于环路网络络，通过一定定的算法实现现路径 HYPERLINK /view/104445.htm 冗余，同时将将环路网络修修剪成无环路路的 HYP

10、ERLINK /view/1321687.htm 树型网络络，从而避免免 HYPERLINK /view/175122.htm 报文在环路网网络中的增生生和无限循环环。STP的的基本原理是是，通过在 HYPERLINK /view/1077.htm 交交换机之间传传递一种特殊殊的协议 HYPERLINK /view/175122.htm 报文文（在IEEEE 8022.1D中这这种协议报文文被称为“配置消息”）来确定网网络的 HYPERLINK /view/82343.htm 拓扑结结构。配置消消息中包含了了足够的信息息来保证 HYPERLINK /view/1077.htm 交换换机完成 H

11、YPERLINK /view/1340945.htm 生成树计算。以以下为rouuter1中中生成树的配配置图：router11(conffig)#vvlan 220 router11(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802router11(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig)#iint etth 1/11router11(conffig-iff-e10000-1/11)#enaable 图3.2 RRouterr2生成树图图

12、 routerr2(connfig)#lag ssb staaticrouter22(conffig-laag-sb)#portts ethh 1/1 eth 11/2router22(conffig-laag-sb)#primmary-pport 11/1router22(conffig-laag-sb)#deplloyrouter22(conffig-vllan-300)#taggged eeth 1/1router22(conffig-vllan-300)#unttaggedd eth 1/3router22(conffig-vllan-300)#rouuter-iinterfface

13、vve 30router22(conffig-vllan-300)#intt ve 330router22(conffig-viif-30)#ip aadd 100.1.300.2 2555.2555.255.0router22(conffig-viif-30)#ip hhelperr-addrress 544 routerr2(connfig-vvif-300)#exiit HYPERLINK /view/72369.htm 生成树协议最主主要的应用是是为了避免局局域网中的网网络环回，解解决成环 HYPERLINK /view/848.htm 以太太网网络的“ HYPERLINK /view

14、/197497.htm 广播风暴”问题，从某某种意义上说说是一种网络络保护技术，可可以消除由于于失误或者意意外带来的循循环连接。SSTP也提供供了为网络提提供备份连接接的可能，可可与SDH保保护配合构成成以太环网的的双重保护。以以下为rouuter2中中STP的配配置协议：router22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802router22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-300)#spaanningg-t

15、reee 802 eth 11/3 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/4 addmin-ppt2pt-mac routerr2(connfig-vvlan-330)#innt ethh 1/1router22(conffig-iff-e10000-1/11)#enaable 图3.3 RRouterr2中生成树树图3.2 二层交交换机的配置置进入所属Vlaan，对交换换机的各个端端口进行配置置(taggged、unntaggeed),然后后对交换机的的各个端口进进行生成树的的配置，最

16、后后启用这些端端口。Tagg 为IEEEE802.1Q协议定定义的VLAAN的标记在在数据帧中的的标示；ACCCESS端端口，TRUUNK端口是是厂家对某一一种端口的叫叫法，并非IIEEE8002.1Q协协议的标准定定义。taggged就是是端口要的是是带tag的的数据（Trrunk），uuntaggged就是端端口要的是不不带tag的的数据(access)。sw1(connfig)#vlan 20sw1(connfig-vvlan-220)#unntaggeed ethh 0/1/3 ethh 0/1/4 ethh 0/1/10sw1(connfig-vvlan-220)#sw1(connf

17、ig-vvlan-220)#sppanninng-treee 8022sw1(connfig-vvlan-220)#sppanninng-treee 8022 eth 0/1/33 admiin-pt22pt-maac 图3.4 SSw1中生成成树的配置图图sw2(connfig)#vlan 30sw2(connfig-vvlan-330)#unntagsw2(connfig-vvlan-330)#unntaggeed ethh 0/1/3 ethh 0/1/4 ethh 0/1/10sw2(connfig-vvlan-330)#sw2(connfig-vvlan-330)#sppanninn

18、g-treee 8022sw2(connfig-vvlan-330)#sppanninng-treee 8022 eth 0/1/33 admiin-pt22pt-maac 图3.5 SSw2中生成成树的配置图图 3.3 DHCCP服务器的的搭建 1)在管管理工具中找找到DHCPP，打开控制制台，新建一一个作用域输输入名称：DDHCP 描述信息： 执执行“下一步” 图3.6 作作用域名图2）“IP地址址范围”向导页，提提供作用域起起始IP。起起始IP地址址：1结束54 执行“下一步”。 图3.7 IP地址范范围图 33）“配置DHCCP选项”向导页，保保持选“是，我想现现在配置这些些项”“路由

19、器（默默认网关）”向导页，IIP地址： 点点击添加执行行“下一步”。 图3.8 默默认网关图 4）“WINS服服务器”向导页，服服务器名：DDHCP IP地址：10.1.10.2554点击添加加 执行“下 一步”。图3.9 服务务器地址图 5）“激活作用域域”向导页中选选中“是，我想现现在激活此作作用域”执行“下一步”，完成配置置 图3.100 激活作用用域图6）最后查看所所配置的作用用域，发现DDHCP正常常工作 图3.11 作用域结果果图3.4 生成树树的配置生成树算法的网网桥协议STTP(Spaanningg Treee Prottocol) 它通过生生成生成树保保证一个已知知的网桥在网

20、网络拓扑中沿沿一个环动态态工作。网桥桥与其他网桥桥交换BPDDU消息来监监测环路，然然后关闭选择择的网桥接口口取消环路，统统指IEEEE8021生成树协协议标准和早早期的数字设设备合作生成成树协议，该该协议是基于于后者产生的的。IEEEE版本的生成成树协议支持持网桥区域，它它允许网桥在在一个扩展本本地网中建设设自由环形拓拓扑结构。IIEEE版本本的生成树协协议通常为在在数字版本之之上的首选版版本。这里先先使用spaanningg-treee 802命命令启用生成成树协议，再再使用spaanningg-treee 802 port adminn-pt2ppt-macc命令实现快快速生成树，具具体

21、配置和截截图如下： 图3.12 生成树图 使用eenablee命令启用端端口 图3.13 打开端口图图3.5 链路聚聚合链路聚合是将两两个或更多数数据信道结合合成一个单个个的信道,该该信道以一个个单个的更高高带宽的逻辑辑链路出现。链链路聚合一般般用来连接一一个或多个带带宽需求大的的设备，如果果聚合的每个个链路都遵循循不同的物理理路径,则聚聚合链路也提提供冗余和容容错。通过聚聚合调制解调调器链路或者者数字线路,链路聚合可可用于改善对对公共网络的的访问。链路路聚合也可用用于企业网络络,以便在吉吉比特以太网网交换机之间间构建多吉比比特的主干链链路。使用llag sttatic命命令实现端口口的链路聚

22、合合，并指定主主端口，用ddeployy命令启用链链路聚合，以以下是链路聚聚合的配置图图： 图3.14 链路聚合图图4 网络测试4.1 实验目目的测试生成树能否否起到防止广广播风暴的作作用根据所断开的端端口以及shhow命令确确定根交换机机通过traceert命令判判断两台pcc机通讯所经经过的路径测试pc机能否否自动获取iip地址测试链路聚合是是否起到冗余余的作用测试三层交换机机是否具有路路由功能4.2 测试分分析没有开启生成树树协议时，两两台三层交换换机分别与两两台二层交换换机构成的环环路引起了广广播风暴，致致使资源被耗耗尽，导致两两台pc机之之间不能相互互ping通通图4.1 pcc1

23、pinng pc22图图4.2-图44.4是vllan20中中所有设备端端口的运行情情况，rouuter1是是根交换机，其其中2号端口口断开图4.2 Vllan20中中routeer1的各个个端口的运行行情况Sw1中3号端端口是根端口口，4、100号端口断开开图4.3 Vllan20中中sw1的各各个端口的运运行情况Router22中1号端口口为根端口，所所有端口均运运行图4.4 Vllan20中中routeer2的各个个端口的运行行情况不同vlan之之间相互piing，判断断三层交换机机是否有路由由的功能图4.5 vllan20 ping通通vlan330图pc机 pinng DHCCP服务

24、器，判判断pc机是是否能够动态态获取ip地地址图4.6 pcc机动态获取取ip地址通过traceert命令可可以看出从ppc2到pcc1经过的路路径为：pcc2-ssw2-routeer2-sw1pc1图4.7 pcc机通信经过过的路径4.3 预期结结果生成树协议能防防止广播风暴暴Pc机能自动取取ip地址链路聚合起到了了冗余的作用用三层交换机具有有路由功能4.4 测试结结果从图中看出，11、2号端口口聚合，主端端口为1号端端口图4.8 链路路聚合聚合端口中的22号端口在逻逻辑上断开，防防止内部产生生环路，说明明链路聚合起起到了冗余的的作用图4.9 冗余余作用图开启生成树协议议后，两台交交换机之

25、间可可以相互piing通，证证明了生成树树协议能够防防止广播风暴暴，从而防止止了系统资源源被耗尽导致致的信息阻塞塞 图4.10 生生成树作用图图不同vlan之之间相互piing通，证证明三层交换换机有路由的的功能 图4.11 路路由功能图pc机 能够pping通DDHCP服务务器，证明ppc机能够动动态获取ipp地址图4.12 动动态获取ipp地址5 心得体会 通过本本次的课程设设计，首先我我对STP（SSpanniing Trree Prrotocool， HYPERLINK /view/72369.htm 生成树树协议）原理知识有有了进一步的的理解。也更更多的了解到到关于交换机机链路聚合，

26、三三层交换机路路由功能的实实现以及通过过DHCP动动态获取ipp地址的方法法。同时也更更加熟悉博科科交换机的一一些常用设置置，也更加了了解了实验中中经常用到的的超级终端的的命令使用以以及此次课程程设计中ipp地址的分配配，vlann的划分等知知识。此次课程设计可可以说是对我我们大三上班班学期所学知知识以及平时时实践情况的的一次综合检检验，尤其对对我们网络工工程专业的同同学是一次近近乎实战的考考验。此次课课程设计中从从课题的选择择、课题的需需求分析、网网络设计以及及结果的分析析和测试都是是在自己思考考的前提下，再再进一步实施施。可以说这这次近乎实站站的课程设计计，给了我们们很多，也让让我们学到了

27、了很多。我们们除了提高实实际操作水平平之外，也有有对课本知识识有了加强和巩固。平平时我们只注注重课本上的的知识，少了了亲身实践的的经验，使得得我们没有好好好的运用网网络中心的设设备，也没有有很好的理解解各种设备的功功能。所以在这次次课程设计中，对我们自自身而言，我我感觉对相关关知识的认识识又加深了不不少。当然在在课设的过程程中也碰到了了很多的问题题，在老师和和同学的耐心心帮助下也都都得到了解决决。此次课程程设计除了对对我们专业技技能的考验，也也告诉我们平平时需要具备备独立思考解解决问题的能能力，也要有有随机错误及时时处理的能力力、团队协作作能力以及对对常用办公软软件的使用能能力。由于此此次课程

28、设计计老师让我们们几个人一组组，所以在此此次课设的过过程中我明白白了独立思考考问题的重要要性以及团队队合作的重要要性。这次课程设计我我觉得应该感感谢老师对我我们的信任和和一直以来的的耐心指导，课课设中也让我我明白了同学学之间相互帮帮助的重要性性，使我能够够在协助下完完成此次课程程设计，总之之，此次课程程设计让我学学到了很多，整整个过程都是是在学习的过过程中完成，这这次课设让我我受益匪浅。6 参考文献1 韩希义义. 计算机机网络基础. 第一版. 北京：高高等教育出版版社.20004.6 2 徐敬东东等. 计算算机网络. 第一版. 北京：清华华大学出版社社.20022.7 3 沈辉等等. 计算机机

29、网络工程与与实训. 第第一版. 北北京：清华大大学出版社.2002.5 4 刘化君君. 计算机机网络原理与与技术. 第第一版. 北北京：电子工工业出版社.2005.45 谢希仁仁. 计算机机网络. 第第二版. 北北京：电子工工业出版社.1999.9计算机与通信学学院网络实训训评分表课程名称： 生成树的研研究与实现 项 目评 价设计方案的合理理性与创造性性设计与调试结果果设计说明书的质质量答辩陈述与回答答问题情况课程设计周表现现情况综合成绩 教师签名： 日日 期期： （注：1此页页附在课程设设计报告之后后；2综合合成绩按优、良良、中、及格格和不及格五五级评定。）8 附录8.1 三层交交换机Net

30、tIron CES配置置文件NetIronn CES 2048CCX(connfig)#hostnname rrouterr1router11(conffig)#llag sbb statticrouter11(conffig-laag-sb)#portts ethh 1/1 eth 11/2router11(conffig-laag-sb)#primmary-pport 11/1router11(conffig-laag-sb)#deplloyrouter11(conffig-laag-sb)#exittrouter11(conffig)#vvlan 110router11(conffig-

31、vllan-100)#unttaggedd eth 1/10router11(conffig-vllan-100)#rouuter-iinterfface vve 10router11(conffig-vllan-100)#intt ve 110router11(conffig-viif-10)#ip aadd /244router11(conffig-vllan-100)#vlaan 20router11(conffig-vllan-200)#taggged eeth 1/1router11(conffig-vllan-200)#unttaggedd eth 1/3router11(conf

32、fig-vllan-200)#rouuter-iinterfface vve 20router11(conffig-vllan-200)#intt ve 220router11(conffig-viif-20)#ip aadd /244router11(conffig-viif-20)#router11(conffig-viif-20)#vlann 30router11(conffig-vllan-300)#unttaggedd eth 1/4router11(conffig-vllan-300)#taggged eeth 1/1router11(conffig-vllan-300)#rouu

33、ter-iinterfface vve 30router11(conffig-vllan-300)#intt ve 330router11(conffig-viif-30)#ip aadd 100.1.300.1/244router11(conffig-viif-30)#ip hhelperr-addrress 544router11(conffig-viif-20)#ip hhelperr-addrress 544router11(conffig)#vvlan 220router11(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802router11(conffi

34、g-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/3 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/4 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig-vllan-200)#vlaan 30router11(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802router

35、11(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/4 addmin-ppt2pt-macrouter11(conffig)#iint etth 1/11router11(conffig-iff-e10000-1/11)#enaablerouter11(conffig-iff-e10000-1/11)#intt eth 1/4 eeth 1/3 ethh 1/100router11(conffig-

36、miif-1/33-1/4,1/10)#enabbleNetIronn CES 2048CCXenNetIronn CES 2048CCX#connfig ttNetIronn CES 2048CCX(connfig)#hostnname rrouterr2router22(conffig)#llag sbb statticrouter22(conffig-laag-sb)#portts ethh 1/1 eth 11/2router22(conffig-laag-sb)#primmary-pport 11/1router22(conffig-laag-sb)#deplloyrouter22(

37、conffig-laag-sb)#exittrouter22(conffig-vllan-200)#unttaggedd eth 1/4router22(conffig-vllan-200)#taggged eeth 1/1router22(conffig-vllan-200)#rouuter-iinterfface vve 20router22(conffig-viif-20)#ip aadd /244router22(conffig-viif-20)#vlann 30router22(conffig-vllan-300)#taggged eeth 1/1router22(conffig-v

38、llan-300)#unttaggedd eth 1/3router22(conffig-vllan-300)#rouuter-iinterfface vve 30router22(conffig-vllan-300)#intt ve 330router22(conffig-viif-30)#ip aadd 100.1.300.2 2555.2555.255.0router22(conffig-viif-30)#ip hhelperr-addrress 544router22(conffig-viif-20)#ip hhelperr-addrress 544router22(conffig-v

39、iif-30)#vlann 20router22(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802router22(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/3 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-200)#spaanningg-treee 802 eth 11/4 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-200)#vlaan 30router22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802router22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/1 addmin-ppt2pt-macrouter22(conffig-vllan-300)#spaanningg-treee 802 eth 11/3