一,、快速生成樹的概念

快速生成樹協(xié)議：其由生成樹發(fā)展而成，這種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),，能更快的收斂網(wǎng)絡(luò),。它比生成樹多了兩種端口類型：預(yù)備端口類型（alternate port）和備份端口類型。

生成樹協(xié)議主要應(yīng)用于環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中,，它通過一定的算法實(shí)現(xiàn)路徑冗余,，同時(shí)將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)，從而避免報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無限循環(huán),。

STP的基本原理是,，通過在交換機(jī)之間傳遞一種特殊的協(xié)議報(bào)文BPDU來確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

生成樹協(xié)議最主要的應(yīng)用是為了避免局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)回,，解決以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的“廣播風(fēng)暴”問題,。

二、生成樹的部分參數(shù)含義

1-PortFast特性是思科在PVST中提出的快速收斂特性,。

（1）針對連接終端的端口，由于這些端口不會(huì)形成環(huán)路,，配置了PortFast特性后,，此端口直接從Blocking進(jìn)入Forwarding狀態(tài)（跳過Listening和Learning狀態(tài)）,，收斂時(shí)間為0秒。

（2）若未配置PortFast特性,，則這些連接終端的端口收斂時(shí)間為30秒（即2個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)延遲）

2-PortFast配置方法

方式1：全局啟用PortFast

SW(config)#spanning-tree portfast default //針對本交換機(jī)的所有端口都啟用PortFast特性

存在的問題：中繼端口也會(huì)啟用PortFast功能,，如何改變中繼端口的PortFast功能

SW(config)#int f0/1  //進(jìn)入指定接口

SW(config-if)#spanning-tree portfast disable //關(guān)閉指定端口的portfast特性

方式2：接口下啟用PortFast

SW(config)#int f0/1  //進(jìn)入指定接口

SW(config-if)#switchport mode access  //配置端口的工作模式為接入模式

SW(config-if)#spanning-tree portfast  //在該接口上啟動(dòng)端口快速收斂功能，啟用portfast

3-在trunk鏈路上啟動(dòng)PortFast的方法

SW(config)#int f0/1   //進(jìn)入指定接口

SW(config-if)#switchport mode trunk  //配置端口的工作模式為鏈路模式

SW(config-if)#spanning-tree portfast trunk  //在該接口上啟動(dòng)端口快速收斂功能,，啟用portfast

注意1：若希望一個(gè)Trunk端口具備portfast特性,，必須在接口下啟用并明確帶上trunk參數(shù)。

注意2：當(dāng)此trunk端口連接到路由器時(shí),，可以啟用portfast特性,；但是交換機(jī)互連的trunk端口，若啟用portfast特性可能造成交換環(huán)路,。

4-啟動(dòng)BPDU保護(hù)

SW(config)#int f0/1  //進(jìn)入指定接口

SW(config-if)#switchport mode access  //配置端口的工作模式為接入模式

Switch(config-if)#spanning-tree bpduguard   //在該接口上啟動(dòng)BPDU保護(hù)功能

生成樹連接主機(jī)那端理論上是不需要發(fā)送BPDU建立關(guān)系的,，因?yàn)橹鳈C(jī)不是交換機(jī)，不可能發(fā)出BPDU,，交換機(jī)一旦收到BPDU會(huì)對比Root,，從而可以搶占Root，bpduguard就是用來防止主機(jī)發(fā)送BPDU的,，因?yàn)橹鳈C(jī)可以模擬發(fā)包,，同理就是用來防止交換機(jī)某些不希望得到BPDU的接口做的措施.

5-啟動(dòng)根保護(hù)

Root Guard(根保護(hù))傳統(tǒng)的802.1D，STP沒有給網(wǎng)絡(luò)管理員提供確保交換式第2層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒踩?。?dāng)新接入的交換機(jī)優(yōu)先級更低,，將搶占原有的根網(wǎng)橋。

根保護(hù)的目的是確保啟用了根保護(hù)的端口成為指定端口,。通常一個(gè)根橋的所有端口均為指定端口,。除非連接到兩個(gè)或多根網(wǎng)橋的端口。如果網(wǎng)橋在啟用根保護(hù)的端口上收到一個(gè)較好的STP BPDU,。這個(gè)端口進(jìn)入STP的根不一致狀態(tài),，不會(huì)有流量通過該端口。例如：如下圖所示,，原本交換環(huán)路中只存在M1,、M2、M3時(shí),，正確的根橋應(yīng)該是M3,，因?yàn)樵趦?yōu)先級相同的情況下，M3的MAC地址最低,。

       當(dāng)有新的交換機(jī)加入到該網(wǎng)絡(luò)中時(shí),，且該交換機(jī)的優(yōu)先級也是32769，而且該交換機(jī)的MAC地址是0001.9791.3A4D,；其MAC地址小于原有根橋M3DE 地址,，所有新加入的M4交換機(jī)變成了該網(wǎng)絡(luò)的根橋,，如下圖所示：

    出現(xiàn)這種情況時(shí)，由于生成樹的重計(jì)算,，會(huì)直接導(dǎo)致原有的交換環(huán)路不穩(wěn)定,。解決的辦法是在該網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)交換機(jī)的接口上啟用根保護(hù)。

M1(config)#int f0/4

M1(config-if)#spanning-tree guard root

在M1上查看spanning-tree的情況,，發(fā)現(xiàn)在M1的F0/4上啟用根保護(hù)后,，該接口始終處于LSN（學(xué)習(xí)狀態(tài)），如下圖所示：

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是M4的優(yōu)先級始終高于M3的優(yōu)先級,，只有在M3發(fā)現(xiàn)M4不是其的威脅時(shí),，M1的F0/4接口才從LSN狀態(tài)變?yōu)镕WD狀態(tài)，其解決辦法是,，提高M(jìn)3的優(yōu)先級或通過命令確定M3為主要的根橋,。其方法如下：

（1）方法一：M3(config)#spanning-tree vlan 1 priority 0 //修改該交換機(jī)的優(yōu)先級

（2）方法二：M3(config)#spanning-tree vlan 1 root primary //指定該交換機(jī)為主要根

6-生成樹端口連接類型

spanning-tree link-type 設(shè)定生成樹端口連接類型，no的形式為恢復(fù)默認(rèn)值,。

語法 spanning-tree link-type {auto|point-to-point|shared}

（1）auto：自動(dòng)根據(jù)雙工方式?jīng)Q定連接類型,，全雙工端口為point-to-point，而半雙工端口為shared,。

（2）point-to-point：指定端口類型為point-to-point,。

（3）shared：指定端口類型為shared。

三,、快速生成樹+參數(shù)應(yīng)用實(shí)例

（1）配置拓?fù)鋱D

（2）配置要求

1-根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的要求,，完成網(wǎng)絡(luò)的基本配置，包括設(shè)備名,、用戶名,、控制口密碼、特權(quán)密碼和遠(yuǎn)程登錄密碼,；

2-將M_SW_3設(shè)置為VTP的服務(wù)器,，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN劃分和管理，并根據(jù)拓?fù)鋱D的要求,，劃分VLAN,；

3-根據(jù)拓?fù)鋱D的標(biāo)記將接口分配到指定的VLAN中，并關(guān)閉所有未使用的接口,；

4-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況在所有接入層的交換機(jī)上配置端口安全,，預(yù)警狀態(tài)為shutdown；

5-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況,，在所有交換機(jī)上開啟快速生成樹協(xié)議,；

6-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況，在所有的終端接口上,，開啟快速接口功能,；

7-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況,，在所有的終端接口上，開啟BPDU保護(hù)功能,；

8-檢測網(wǎng)絡(luò)中的根橋、指定端口,、阻塞端口和根端口的情況,；

9-接入新的交換機(jī)，并觀察網(wǎng)絡(luò)中根橋,、指定端口,、阻塞端口和根端口的變化情況，若根橋沒有變化,，則改變新接入設(shè)備的優(yōu)先級,，使其成為最優(yōu)根橋，觀察網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的變化情況,。

10-在相應(yīng)的接口上啟用根保護(hù)功能,，觀看網(wǎng)絡(luò)中根橋、指定端口,、阻塞端口和根端口的變化情況,；

11-根據(jù)要求，完成下面的配置

（1）M_SW_1作為vlan10,、30,、50的主根；

（2）M_SW_2作為vlan20,、40,、60的主根；

（3）M_SW_1作為vlan20,、40,、60的副根；

（4）M_SW_2作為VLAN10,、30,、50的副根；

12-在M_SW_1上設(shè)置DHCP,，使其成為10,、30、50的服務(wù)器,；

13-在M_SW_2上設(shè)置DHCP,，使其成為20、40,、60的服務(wù)器,；

（3）配置步驟

1-根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的要求,，完成網(wǎng)絡(luò)的基本配置，包括設(shè)備名,、用戶名,、控制口密碼、特權(quán)密碼和遠(yuǎn)程登錄密碼,；

Switch>enable //進(jìn)入特權(quán)模式

Switch#configure terminal  //進(jìn)入全局配置模式

Switch(config)#hostname M_SW_3 //設(shè)置主機(jī)名

M_SW_3(config)#username m_sw_3 secret cisco //設(shè)置用戶名和密碼

M_SW_3(config)#enable secret cisco  //設(shè)置進(jìn)入特權(quán)模式的密碼

M_SW_3(config)#line console 0 //進(jìn)入控制口

M_SW_3(config-line)#exec-timeout 10  //設(shè)置休眠時(shí)間

M_SW_3(config-line)#logging synchronous  //設(shè)置光標(biāo)跟蹤

M_SW_3(config-line)#login local  //設(shè)置采用本地用戶名和密碼的方式進(jìn)行登錄

M_SW_3(config-line)#line vty 0 4  //設(shè)置遠(yuǎn)程登錄的模式

M_SW_3(config-line)#exec-timeout 10 //設(shè)置休眠時(shí)間

M_SW_3(config-line)#logging synchronous  //設(shè)置光標(biāo)跟蹤

M_SW_3(config-line)#login local  //設(shè)置采用本地用戶名和密碼的方式進(jìn)行登錄

M_SW_3(config)#banner motd # //設(shè)置banner,，以#開始以#結(jié)束

Enter TEXT message. End with the character '#'.

This is M_SW_3

#

M_SW_3(config)#int f0/1 //進(jìn)入接口

M_SW_3(config-if)#description F0/9 interface to M_SW_1 //描述該接口連接到M_SW_1的F0/9接口上；

M_SW_3(config-if)#int f0/2 //進(jìn)入接口

M_SW_3(config-if)#description F0/9 interface to M_SW_2 /描述該接口連接到M_SW_2的F0/9接口上,；

Switch(config)#service password-encryption  //啟用系統(tǒng)加密命令

M_SW_3(config-if)#end //退到特權(quán)模式

M_SW_3#copy running-config startup-config  //保存當(dāng)前的配置

Destination filename [startup-config]?

Building configuration...

[OK]

2-將M_SW_3設(shè)置為VTP的服務(wù)器,，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN劃分和管理，并根據(jù)拓?fù)鋱D的要求,，劃分VLAN,；

M_SW_3(config)#vtp mode server //設(shè)置VTP的模式為服務(wù)器模式

M_SW_3(config)#vtp domain rstp.com //設(shè)置VTP的域名

M_SW_3(config)#vtp version 2  //設(shè)置VTP的版本

M_SW_3(config)#vtp password cisco //設(shè)置VTP的密碼

/*創(chuàng)建VLNA信息*/

M_SW_3(config)#vlan 10 //創(chuàng)建VLAN信息

M_SW_3(config-vlan)#vlan 20

M_SW_3(config-vlan)#vlan 30

M_SW_3(config-vlan)#vlan 40

M_SW_3(config-vlan)#vlan 50

M_SW_3(config-vlan)#vlan 60

3-將其他交換作為VTP的客戶端，接收服務(wù)器端傳達(dá)過來的VLAN信息,；

M_SW_1(config)#vtp mode client  //設(shè)置VTP的模式為客戶端模式

M_SW_1(config)#vtp domain rstp.com  //設(shè)置VTP的域名

M_SW_1(config)#vtp password cisco //設(shè)置VTP的密碼

4-設(shè)置設(shè)備間的鏈路模式為trunk模式

M_SW_3(config)#int range f0/1-2 //進(jìn)入F0/1-2組接口

M_SW_3(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q  //封裝接口模式M_SW_3(config-if-range)#switchport mode trunk  //設(shè)置接口的工作模式

M_SW_1(config)#int range f0/1-10 //進(jìn)入組接口

M_SW_1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q //封裝接口模式

M_SW_1(config-if-range)#switchport mode trunk //設(shè)置接口的工作模式

M_SW_2(config)#int range f0/1-10 //進(jìn)入組接口

M_SW_2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q //封裝接口模式

M_SW_2(config-if-range)#switchport mode trunk  //設(shè)置接口的工作模式

M_SW_4(config)#int f0/10 //進(jìn)入組接口

M_SW_4(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q //封裝接口模式

M_SW_4(config-if)#switchport mode trunk  //設(shè)置接口的工作模式

SW_1(config)#int range f0/1-2 //進(jìn)入組接口

SW_1(config-if-range)#switchport mode trunk  //設(shè)置接口的工作模式

5-在接入層設(shè)備上測試VLAN的劃分情況是否正確

6-將接口分配到指定的VLAN中

SW_1(config)#Int f0/3 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#Switchport mode access //設(shè)置接口的工作模式

SW_1(config-if)#Switchport access vlan 10 //將接口分配到指定的VLAN中

SW_1(config-if)#Int f0/4  //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#Switchport mode access //設(shè)置接口的工作模式

SW_1(config-if)#Switchport access vlan 20 //將接口分配到指定的VLAN中

7-檢查VLAN劃分后接口的分配情況

8-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況在所有接入層的交換機(jī)上配置端口安全,，預(yù)警狀態(tài)為shutdown；

SW_1(config-if)#Int f0/3 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#switchport port-security maximum 1 //設(shè)置端口允許接入的最大數(shù)量

SW_1(config-if)#switchport port-security violation shutdown  //設(shè)置預(yù)警處理方法

SW_1(config-if)#switchport port-security  //啟用端口安全

SW_1(config-if)#Int f0/4 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#switchport port-security maximum 1 //設(shè)置端口允許接入的最大數(shù)量

SW_1(config-if)#switchport port-security violation shutdown  //設(shè)置預(yù)警處理方法

SW_1(config-if)#switchport port-security  //啟用端口安全

9-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況,，在所有交換機(jī)上開啟快速生成樹協(xié)議,；

M_SW_3(config)#spanning-tree mode rapid-pvst //啟用快速生成樹

10-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況，在所有的終端接口上,，開啟快速接口功能,；

SW_1(config-if)#int f0/3 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#spanning-tree portfast  //啟動(dòng)快速端口

SW_1(config-if)#int f0/4 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#spanning-tree portfast //啟動(dòng)快速端口

11-根據(jù)拓?fù)鋱D的情況，在所有的終端接口上,，開啟BPDU保護(hù)功能,；

SW_1(config)#int f0/3  //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#spanning-tree bpduguard enable //開啟BPDU

SW_1(config-if)#int f0/4 //進(jìn)入接口

SW_1(config-if)#spanning-tree bpduguard enable  //開啟BPDU

12-檢測網(wǎng)絡(luò)中的根橋、指定端口,、阻塞端口和根端口的情況,；

問題：在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有VLAN的根都是二層交換機(jī)的SW_5,；根據(jù)拓?fù)鋱D的分布情況和網(wǎng)絡(luò)中存在的設(shè)備情況,，SW_5為根不符合要求，需要進(jìn)行調(diào)整,；

13-接入新的交換機(jī),，并觀察網(wǎng)絡(luò)中根橋、指定端口,、阻塞端口和根端口的變化情況,，若根橋沒有變化，則改變新接入設(shè)備的優(yōu)先級，使其成為最優(yōu)根橋,，觀察網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的變化情況,。

假設(shè)：新接入的M_SW_4交換機(jī)優(yōu)先級為28672，高于SW_5優(yōu)先級,，則出現(xiàn)根被奪走現(xiàn)象,；

M_SW_4(config)#spanning-tree vlan 1,10,20,30,40,50,60 priority 28672 //修改該交換機(jī)的優(yōu)先級，使其成為高優(yōu)先級的設(shè)備,，與原根競爭根的選舉,。

14-在相應(yīng)的接口上啟用根保護(hù)功能，觀看網(wǎng)絡(luò)中根橋,、指定端口、阻塞端口和根端口的變化情況,；并將恢復(fù)原有的根,；

M_SW_1(config-if)#int f0/10 //進(jìn)入接口

M_SW_1(config-if)#spanning-tree guard root //啟用根保護(hù)功能

SW_5(config)#spanning-tree vlan 1,10,20,30,40,50,60 priority 8192 //提升原根的優(yōu)先級，使其他新接入的設(shè)備無法與其爭用根,。

15-根據(jù)要求,，完成下面的配置

（1）M_SW_1作為vlan10、30,、50的主根,；

（2）M_SW_2作為vlan20、40,、60的主根,；

（3）M_SW_1作為vlan20、40,、60的副根,；

（4）M_SW_2作為VLAN10、30,、50的副根,；

M_SW_1(config)#spanning-tree vlan 10,30,50 root primary  //設(shè)置m_sw_1作為vlan10、vlan30,、vlan50的主根

M_SW_1(config)#spanning-tree vlan 20,40,60 root se  //設(shè)置m_sw_1作為vlan10,、vlan30、vlan50的副根

M_SW_2(config)#spanning-tree vlan 20,40,60 root primary  //設(shè)置M_SW_2做作為vlan20,、vlan40,、vlan60的主根

M_SW_2(config)#spanning-tree vlan 10,30,50 root se  //設(shè)置M_SW_2做作為vlan20、vlan40,、vlan60的副根

16-在M_SW_1上設(shè)置DHCP,，使其成為10、30、50的服務(wù)器,；

M_SW_1(config)#ip dhcp pool vlan10 //設(shè)置地址池,，名稱為vlan10

M_SW_1(dhcp-config)#default-router 192.168.10.254 //設(shè)置vlan10的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_1(dhcp-config)#network 192.168.10.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan10的網(wǎng)段

M_SW_1(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.10.254  //設(shè)置vlan10的排除地址

M_SW_1(config)#ip dhcp pool vlan30 //設(shè)置地址池，名稱為vlan30

M_SW_1(dhcp-config)#default-router 192.168.30.254 //設(shè)置vlan30的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_1(dhcp-config)#network 192.168.30.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan30的網(wǎng)段

M_SW_1(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.30.254 //設(shè)置vlan30的排除地址

M_SW_1(config)#ip dhcp pool vlan50 //設(shè)置地址池,，名稱為vlan50

M_SW_1(dhcp-config)#default-router 192.168.50.254 //設(shè)置vlan50的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_1(dhcp-config)#network 192.168.50.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan50的網(wǎng)段

M_SW_1(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.50.254 //設(shè)置vlan50的排除地址

17-在M_SW_2上設(shè)置DHCP,，使其成為20、40,、60的服務(wù)器,；

M_SW_2(config)#ip dhcp pool vlan20 //設(shè)置地址池，名稱為vlan20

M_SW_2(dhcp-config)#default-router 192.168.20.254 //設(shè)置vlan20的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_2(dhcp-config)#network 192.168.20.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan20的網(wǎng)段

M_SW_2(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_2(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.20.254 //設(shè)置vlan20的排除地址

M_SW_2(config)#ip dhcp pool vlan40 //設(shè)置地址池,，名稱為vlan40

M_SW_2(dhcp-config)#default-router 192.168.40.254 //設(shè)置vlan40的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_2(dhcp-config)#network 192.168.40.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan40的網(wǎng)段

M_SW_2(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_2(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.40.254 //設(shè)置vlan40的排除地址

M_SW_2(config)#ip dhcp pool vlan60 //設(shè)置地址池,，名稱為vlan50

M_SW_2(dhcp-config)#default-router 192.168.60.254 //設(shè)置vlan50的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_2(dhcp-config)#network 192.168.60.0 255.255.255.0 //設(shè)置vlan50的網(wǎng)段

M_SW_2(dhcp-config)#exit //退出接口模式

M_SW_2(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.60.254 //設(shè)置vlan50的排除地址

18-配置網(wǎng)關(guān)地址

M_SW_1(config)#Int vlan 10 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_1(config-if)#Ip add 192.168.10.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

M_SW_1(config-if)#Int vlan 30 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_1(config-if)#Ip add 192.168.30.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

M_SW_1(config-if)#Int vlan 50 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_1(config-if)#Ip add 192.168.50.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

M_SW_2(config)#Int vlan 20 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_2(config-if)#Ip add 192.168.20.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

M_SW_2(config-if)#Int vlan 40 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_2(config-if)#Ip add 192.168.40.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

M_SW_2(config-if)#Int vlan 60 //進(jìn)入vlan 的接口

M_SW_2(config-if)#Ip add 192.168.60.254 255.255.255.0 //設(shè)置接口的IP地址

19-檢查DHCP的配置情況