《路由与交换（第二版）》课后答案下 斯桃枝

《路由与交换（第二版）》课后答案作者：斯桃枝第10章生成树协议与冗余网关协议习题解答1．选择题（1）使用全局配置命令spanning-treevlanvlan-idrootprimary可以改变网桥的优先级。使用该命令后，一般情况下网桥的优先级为（D）。A．0 B．比最低的网桥优先级小1C．32767 D．32768（2）IEEE制定实现STP使用的是下列哪个标准?（C）A．IEEE802.1W B．IEEE802.3ADC．IEEE802.1D D．IEEE802.1X（3）下列哪个属于RSTP稳定下的端口?(D)A．Blocking B．Disable C．Listening D．backup（4）如果交换机的端口在STP状态，下列（C）状态下，该端口接收发送BPDU报文，但是不能接收发送数据也不进行地址学习。（选择一项）A．Blocking B．DisableC．Listening D．backup（5）SpanningTreeProtocol通过（B）交换交换机之间的信息。A．PDU B．BPDU C．Frame D．Segment（6）下列不属于生成树协议目前常见的版本有（D）。A．STP生成树协议（IEEE802.1D）B．RSTP快速生成树协议（IEEE802.1W）C．MSTP多生成树协议（IEEE802.1S）D．VSTP超生成树协议（IEEE802.1K）（7）当二层交换网络中出现冗余路径时，用什么方法可以阻止环路的产生，提高网络的可靠性？(A)A.生成树协议B.水平分割C.毒性逆转D.最短路径树（8）在生成树协议(STP)中，收敛的定义是指(D

)。A．所有端口都转换到阻塞状态B．所有端口都转换到辖发状态C．所有端口都处于转发状态或侦听状态D．所有端口都处于转发状态或阻塞状态（9）在运行RSTP的网络中，在拓扑变化期间，交换机的非根口非指定口将立即进入（A）状态A.Forwarding B.Learning C.Listening D.Discarding（10）WhichthreestatementsaboutRSTParetrue?(choosethreeABF)A.

RSTPsignificantlyreducestopologyreconvertingtimeafteralinkfailure.B.

RSTPexpendstheSTPportrolesbyaddingthealternateandbackuproles.C.RSTPportstatesareblocking,discarding,learning,orforwarding.D.RSTPalsousestheSTPproposal-agreementsequence.E.RSTPusethesametimer-basedprocessasSTPonpoint-to-pointlinks.F.RSTPprovidesafastertransitiontotheforwardingstateonpoint-to-pointlinksthanSTPdoes.2.问答题（1）RSTP和STP各有几种端口状态？答：在STP中共有5种状态：阻塞(blocking)、监听(listening)、学习(learning)、转发(forwarding)、关闭(disable)。而在RSTP中只有三种端口状态：禁止(Discarding)、学习(Learning)、转发(Forwarding)。Blocking：处于这个状态的端口不能够参与转发数据报文，不能发送配置消息，也不进行地址学习，但是可以接收配置消息，并交给CPU进行处理。Listening：处于这个状态的端口也不参与数据转发，不进行地址学习，但是可以接收并发送配置消息。Learning：处于这个状态的端口同样不能转发数据，但是开始地址学习，并可以接收、处理和发送配置消息。Forwarding：处于这个状态的端口，可以转发任何数据，同时也进行地址学习和配置消息的接收、处理和发送。Disable：处于这个状态的端口是被关闭掉的。（2）简述生成树协议中最短路径的选择过程。答： 首先，比较路径开销。比较交换机到达根网桥的路径开销，选择开销最小的路径。其次，比较网桥号。如果路径开销相同，则比较发送BPDU交换机的网桥号(BridgeID)，选择较小的桥。其三，比较发送者端口号(PortID)。如果发送者网桥号相同，即同一台交换机，则比较发送者交换机的PortID。PortID由1字节端口优先级和1字节端口ID组成，端口默认的优先级为138。最后，比较接收者端口号(PortID)。如果不同链路发送者的BridgeID一致（即同一台交换机），那比较接收者的PortID。（3）STP、RSTP、MSTP三种生成树协议的主要不同之处。答：STP不能使端口状态快速迁移，即使是在点对点链路或边缘端口，也必须等待2倍的Forwarddelay的时间延迟，端口才能迁移到转发状态。RSTP可以快速收敛，但是和STP一样存在以下缺陷：局域网内所有网桥共享一棵生成树，不能按VLAN阻塞冗余链路，所有VLAN的报文都沿着一棵生成树进行转发。MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。MSTP兼容STP和RSTP，并且可以弥补STP和RSTP的缺陷。它既可以快速收敛，也能使不同VLAN的流量沿各自的路径分发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制（4）上网查询RSTP协议更详细信息，了解其端口的种类，有哪些状态，又是如何工作的?答：RSTP的定义与原理RSTP由IEEE802.1W定义，是从STP发展过来的，其实现基本思想一致，但它更进一步的处理了网络临时失去连通性的问题。RSTP规定在某些情况下，处于Blocking状态的端口不必经历2倍的ForwardDelay时延而可以直接进入转发状态。如网络边缘端口（即直接与终端相连的端口），可以直接进入转发状态，不需要任何时延。RSTP端口角色RSTP根据端口在活动拓扑中的作用，定义了5种端口角色（STP只有3种角色）：禁用端口（DisabledPort）、根端口（RootPort）、指定端口（DesignatedPort）、为支持RSTP的快速特性规定的替代端口（AlternatePort）和备份端口（BackupPort）RSTP端口状态Discarding：处于这个状态的端口被禁止接收发送数据。Learning：处于这个状态的端口同样不能转发数据，但是开始地址学习，并可以接收、处理和发送配置消息。Forwarding：处于该状态的端口，可以转发任何数据，同时也进行地址学习和配置消息的接收、处理和发送。RSTP工作过程首先，RSTP的端口快速转换使用的是P/A机制。P/A机制即Proposal/Agreement机制。其目的是使一个指定端口尽快进入Forwarding状态。其过程的完成根据以下几个端口变量：Proposing。当一个指定端口处于Discarding或Learning状态的时候，该变量置位。并向下游交换传递Proposal位被置位的BPDU。Proposed。当下游交设备端口收到对端的指定端口发来的携带Proposal的BPDU的时候。该变量置位。该变量指示上游网段的指定端口希望进入Forwarding状态。sync。当Proposed被设置以后，收到Proposal置位信息的根端口会依次为自己的其他端口置位sync变量。如果端口是非边缘的指定端口是则会进入Discarding状态。synced。当其它端口完成转到Discarding后，会设置自己的synced变量（Alternate、Backup和边缘端口会马上设置该变量）。根端口监视其他端口的synced，当所有其他端口的synced全被设置，根端口会设置自己的synced，然后传回BPDU，其中Agreement位被置位。agreed。当指定端口接收到一个BPDU时，如果该BPDU中的Agreement位被置位且端口角色定义是“根端口”，该变量被设置。Agreed变量一旦被置位，指定端口马上转入Forwarding状态。其次，RSTP认识到网络拓扑的变化可以描述为某些网络端口在转发/阻塞态之间的转换，即端口状态在Discarding与Forwarding间的快速转换。Forwarding-〉Discarding若某条链路失效，即链路两端的端口从转发态变为阻塞态。从生成树协议的目的来看，并不会使得网络形成环路。RSTP仅需要找到处于合适的阻塞态端口，并将其转为转发态，使拓扑重新连通起来。由于RSTP在计算时已经分配好RootPort的AlternatePort，因此若从转发态变为阻塞态的是RootPort，则把对应的AlternatePort改为转发态；同理，DesignatedPort可用BackupPort改Forwarding来实现。这样，当某个（些）端口状态从转发到阻塞，对于RSTP而言，无需重新计算。Discarding-〉Forwarding由于某条链路的连通有可能导致生成树成环。在RSTP里，该行为定义为DesignatedPort从阻塞态转化为转发态，相对的检查机制应的就是P/A机制，即从需要进入转发态的DesignatedPort，建议对端进行同步，待收到确认后进入转发态。对端Bridge在接收到“建议”消息后，一方面阻塞自身所有DesignatedPort，并返回“同意”消息给“建议”消息发送方；另一方面，对自身端口进行同步。同步分两种类型：若端口原来就是非转发态，则为“已同步”；若端口原来为转发态，为重新进入转发态，将对对端进行“建议”并等待确认。（5）上网查询MSTP的工作过程。答：MSTP把多个具有相同拓扑结构的VLAN映射到一个实例(Instance)里，这些VLAN在端口上的转发状态取决于对应实例在MSTP里的状态。一个实例就是一个生成树进程，在同一个网络里面有很多个实例，就有很多个生成树进程。利用干道(Trunks)可建立多个生成树(MST),每个生成树进程具有独立于其他进程的拓扑结构，从而提供了多个数据转发的路径和负载均衡，提高了网络容错率。3.操作题按图10-15搭建网络拓扑，配置各个交换机的接口，启动MSTP生成树协议和VRRP冗余网关协议（在锐捷交换机上），或启动PVST生成树协议和HSRP冗余网关协议（在PacketTracer上）。（1）先连通网络，查看各个设备中的spanning-tree状态、网关信息、网络路径。（2）切断部分链路（如二层交换机A与三层交换机D的链路，二层交换机B与三层交换机D的链路），再查看各个设备中的spanning-tree状态、网关信息、网络路径等。图10-15生成树协议和冗余网关协议综合实验主要配置在MultilayerSwitch1上的主要配置/*PC跨网段，启用路由功能iprouting/*生成树协议为PVST（PacketTracer交换机默认使用PVST）spanning-treemodepvst/*msw1在vlan10下生成树为根交换机spanning-treevlan10priority4096/*HSRP链路工作模式为trunkinterfaceFastEthernet0/1switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/2switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/10switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunk/*设定vlan的SVI并配置HSRPinterfaceVlan10ipaddress192.168.10.252255.255.255.0standby10ip192.168.10.254standby10priority180standby10preemptstandby10trackFastEthernet0/10interfaceVlan20ipaddress192.168.20.253255.255.255.0standby20ip192.168.20.254standby20preemptstandby20trackFastEthernet0/10在MultilayerSwitch2上的主要配置/*PC跨网段，启用路由功能iprouting/*生成树协议为PVST（PacketTracer交换机默认使用PVST）spanning-treemodepvst/*msw2在vlan20下生成树为根交换机spanning-treevlan20priority4096/*HSRP链路工作模式为trunkinterfaceFastEthernet0/1switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/2switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/10switchporttrunkencapsulationdot1qswitchportmodetrunk/*设定vlan的SVI并配置HSRPinterfaceVlan10ipaddress192.168.10.253255.255.255.0standby10ip192.168.10.254standby10preemptstandby10trackFastEthernet0/10interfaceVlan20ipaddress192.168.20.252255.255.255.0standby20ip192.168.20.254standby20priority180standby20preemptstandby20trackFastEthernet0/10在Switch1上的主要配置/*生成树协议为PVST（PacketTracer交换机默认使用PVST）spanning-treemodepvst/*终端接入口使用access工作模式并划分vlaninterfaceFastEthernet0/10switchportaccessvlan10switchportmodeaccessinterfaceFastEthernet0/20switchportaccessvlan20switchportmodeaccess/*HSRP链路工作模式为trunkinterfaceFastEthernet0/23switchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/24switchportmodetrunk在Switch2上的主要配置/*生成树协议为PVST（PacketTracer交换机默认使用PVST）spanning-treemodepvst/*终端接入口使用access工作模式并划分vlaninterfaceFastEthernet0/10switchportaccessvlan10switchportmodeaccessinterfaceFastEthernet0/20switchportaccessvlan20switchportmodeaccess/*HSRP链路工作模式为trunkinterfaceFastEthernet0/23switchportmodetrunkinterfaceFastEthernet0/24switchportmodetrunk验证与检测（1）在MultilayerSwitch1上查看Spanning-tree状态，如图10-17和图10-18图10-17MultilayerSwitch1上VLAN10的生成树状态图10-18MultilayerSwitch1上VLAN20的生成树状态（2）在MultilayerSwitch2上查看Spanning-tree状态，如图10-19和图10-20图10-19MultilayerSwitch2上VLAN10Spanning-tree状态图10-20MultilayerSwitch2上VLAN20Spanning-tree状态（3）在Switch1上查看Spanning-tree状态，如图10-21和图10-22图10-21二层Switch1上VLAN10Spanning-tree状态图10-22二层Switch1上VLAN20Spanning-tree状态（4）跟踪路径测试跟踪VLAN10到VLAN20的路径。从图10-23和图10-24可知，不同的PC机使用不同的网关，走不同的路径，做到了负载均衡。PC0→PC3（PC0→MSW1→sw2→PC3。左边的三层交换机作网关）,如图10-23所示。图10-23PC0→PC3路径跟踪PC1→PC2（PC1→MSW2→sw2→PC2。右边的三层交换机作网关），如图10-24所示。 图10-24PC1→PC2路径跟踪（5）关闭sw1与msw2、sw2与msw1直连链路，再显示路径从拓扑结构已知，没有冗余，PC0→PC3、PC1→PC2都必须经过（源→MSW1→MSW2→sw2→目标）。但图10-25和图10-26中都仅显示一个网关。虽然经过了两台三层交换机，但对HSRP来说，MSW1，MSW2都是192.168.10.252的网关，所以只需显示一条。图10-25修改后PC0→PC3路径跟踪图10-26修改后PC1→PC2路径跟踪（6）关闭sw1与msw2、sw2与msw1直连链路后，由于没有环路，所有接口均处于转发状态。在MultilayerSwitch1上查看Spanning-tree状态，如图10-27和图10-28。其余略。图10-27修改后vlan10的生成树状态图10-28修改后的vlan20的生成树状态第11章路由重分布习题解答1．问答题（1）什么是路由重分布？答：路由重分布，就是从一个自治系统学习到的路由，向另一个自治系统广播。（2）bgp、eigrp、ospf、rip的管理距离及度量标准是什么？协议管理距离度量值BGP200跳数eigrp90带宽、时延、负载、可靠性、最大传输单元ospf110带宽rip120跳数(3）请解释以下命令的含义routerospf1redistributeeigrp1metric-type1subnetsdefault-metric30答：由eigrp派生的路由被重分布到ospf中，外部路由类型为E1,子网地址也被生活分布，成本为30。（4）routerospf1 redistributeeigrp1metric-type1subnets redistributeripmetric-type1subnets default-metric30答：把由eigrp、RIP派生的路由被重分布到ospf中，外部路由类型为E1,子网地址也被生活分布，成本为30。（5）routereigrp1 redistributeospf1metric100010025511500答：把由ospf派生的路由被重分布到eigrp中，带宽、时延、负载、可靠性、最大传输单元的值分别为：1000、100、255、1、1500（6）routerrip redistributestaticmetric3答：把静态路由被重分布到RIP中，跳数为3（7）routerrip redistribueeigrp1 default-metric4答：把由eigrp自治域为1所产生的路由被重分布到RIP中，跳数为4。（8）请解释distanceweight[addressmask[access-list-number|name]][ip]的含义答：使用distance命令来改变一个路由协议的管理距离。其中weight变量是实际的管理距离，范围在10～255之间。可选项address和mask变量指匹配的网络。access-list-number或name是指定入站路由更新报文的访问列表编号或者一个标准IP访问列表的名称。可选的ip关键字用于IS-IS路由协议，这使得路由表能够为IS-IS创建IP派生路由。（9）请解释distribute-list{access-list-number|name}in[typenumber]的作用答：对重分布的路由进行过滤操作。access-list-number或name变量指定哪个网络可以被接收或者哪个可以在重分布之前被抑制。可选项type-number变量识别分布列表使用哪个路由器接口，若不使用该可选变量，则对所有接口。（10）请解释distribute-list{access-list-number|name}out[interface-name|routing-process|autonomous-system-number]的作用。答：对重分布的路由进行过滤操作。access-list-number或name变量指定哪个网络可以被接收或者哪个可以在重分布之前被抑制。在OSPF向所有其他的路由协议进行重分布的过程中，需要使用过滤机制控制路由更新报文。可选项interface-name或routing-process或autonomous-system-number变量可以是bgp、eigrp、igrp、isis、ospf、static、connect、rip中任何一个关键字。2．操作题 在PacketTracer环境中，对原教材的拓扑做了一些修改，增加了一些PC机和服务器，接口和IP地址也不同。同学们根据自己所搭建的拓扑做相应变化。根据拓扑图11-7，OSPF区域0连接主干路由器R1、R2和R3作为ASBR，R1连接一个RIP网络（11.1.1.0/16），R2连接了一个EIGRP的网络（22.2.0.0/16），R3连接一个静态及默认路由与外网相连（10.3.0.0/16）。要求：（1）在R1上将RIP网络（11.1.1.0/16）重分发到OSPF路由中；（2）在R2上将EIGRP网络（22.2.0.0/16）重分发到OSPF路由中；（3）在R2上定义一个静态路由，指定到达30.30.30.0/24，并将此静态路由重分发到OSPF路由中；（4）在R1、R2、R3上都定义环回接口作为各自己的路由器ID（1.1.1.1，2.2.2.2，3.3.3.3），且R1、R2、R3上均有直连路由，但只在R3上将其直连路由重分发到OSPF路由中；（5）在R3上定义一条默认路由。给出主要配置，显示每台路由器上的路由表，并解释重分布的情况。图11-7路由重分布实验主要配置步骤如下：（1）在R1上的配置/*定义接口地址interfaceLoopback0ipaddress1.1.1.1255.255.255.0interfaceFastEthernet0/0ipaddress11.1.1.1255.255.0.0interfaceSerial2/0ipaddress192.168.12.1255.255.255.0clockrate2000000interfaceSerial3/0ipaddress192.168.13.1255.255.255.0clockrate2000000/*启用OSPF，宣告两条直连网络192.168.12.0，192.168.13.0routerospf1/*把RIP重分发到OSPF中redistributeripmetric30metric-type1subnetsnetwork192.168.12.00.0.0.255area0network192.168.13.00.0.0.255area0/*启用RIP，宣告直连网络11.1.0.0routerripversion2network11.1.0.0（2）在R2上的配置/*定义接口地址interfaceLoopback0ipaddress2.2.2.2255.255.255.0interfaceFastEthernet0/0ipaddress22.2.2.2255.255.0.0interfaceSerial2/0ipaddress192.168.12.2255.255.255.0interfaceSerial3/0ipaddress192.168.23.2255.255.255.0clockrate2000000/*启用EIGRP，宣告直连网络22.2.0.0/16routereigrp10network22.2.0.0auto-summary/*启用OSPF，宣告两条直连网络192.168.12.0，192.168.23.0routerospf1log-adjacency-changes/*把EIGRP重分发到OSPF中redistributeeigrp10metric-type1subnets/*把静态路由（static）重分发到OSPF中redistributestaticmetric10metric-type1subnetsnetwork192.168.12.00.0.0.255area0network192.168.23.00.0.0.255area0/*定义一条静态路由，这条命令是为了测试静态路由能重分布到OSPF中来而使用的，但结果造成死循环。后面再去掉这部分。iproute30.30.30.0255.255.255.0192.168.23.3（3）在R3上的配置/*定义接口地址interfaceLoopback0ipaddress3.3.3.3255.255.255.0interfaceFastEthernet0/0ipaddress10.3.3.3255.255.0.0interfaceSerial2/0ipaddress192.168.13.3255.255.255.0interfaceSerial3/0ipaddress192.168.23.3255.255.255.0/*启用OSPF，宣告两条直连网络192.168.23.0，192.168.13.0routerospf1/*把静态路由（static）重分发到OSPF中redistributestaticmetric10metric-type1subnets/*把直连路由（static）重分发到OSPF中（有两个直连10.3.0.0/16,3.3.3.0/24)redistributeconnectedmetric10metric-type1subnetsnetwork192.168.23.00.0.0.255area0network192.168.13.00.0.0.255area0/*定义一条默认路由ip