目錄

一、前言：生成樹協議(STP)

二、CISCO交換機STP命令彙總

三、運用STP搭建簡單拓撲

四、實戰：STP綜合實驗

五、結語

 一、前言：生成樹協議(STP)

計算機網路中，我們為了減少網路故障導致無法正常通訊的問題，通常會增加冗餘裝置作為備用，形成冗餘拓撲。但是也增加了冗餘鏈路，這樣卻會引起交換環路，造成通訊訊息迴圈傳送。交換環路會帶來三個問題：廣播風暴、同一幀的多個拷貝、交換機 CAM 表不穩定。

所以，STP(生成樹協議，Spanning Tree Protocol)就是解決冗餘拓撲出現的問題。STP 基本思路是阻斷一些交換機介面，構建一棵沒有環路的轉發樹，讓具有冗餘結構的網路在故障時自動調整網路的資料轉發路徑。STP 利用 BPDU(Bridge Protocol Data Unit)和其他交換機進行通訊，從而確定哪個交換機該阻斷哪個介面。

為了在網路中形成一個沒有環路的拓撲，網路中的交換機要進行以下三個步驟，BPDU 中的幾個關鍵欄位：選舉根橋、選取根口、選取指定口。這些步驟中，作為根橋的交換機取決於以下因素（按順序進行）：
（1） 最低的根橋 ID；
（2） 最低的根路徑代價；
（3） 最低傳送者橋 ID；
（4） 最低傳送者埠 ID。 

現在瞭解基本的STP知識之後，下面將開始通過實驗感受STP的實際應用場景。

軟體平臺：Cisco  Packet Tracer

綜合實踐題目：STP.pka已經上傳到CSDN，可下載實踐練習。

二、CISCO交換機STP命令彙總

第一條命令在特權模式（enable）下執行，其他都是在配置模式（configure terminal）下。

這次實驗只涉及到第1、2條命令，為基礎運用。

show spanning-tree

如下，可以看到交換機生成樹具體資訊，分為兩部分：根ID 和 橋ID.

Priority：優先順序（引數範圍：<0-61440>）

Address：交換機的Mac地址

Hello Time：傳送訊息時間間隔

三、運用STP搭建簡單拓撲

下面是一個最簡單的冗餘拓撲，可以看到，箭頭所指位置是不通的，這就是生成樹協議的作用，它阻塞了一條鏈路，避免形成交換環路。

現在我們看一下Switch0的STP情況：

Switch1的STP情況：

Switch0的f0/2介面阻塞，Switch0不是作為根橋。未進行配置預設情況下，結果如圖所示。

那麼，現在要將S0設定為根橋了，手動進行配置。操作就是將Priority設定為4096，前面提到BPDU決定根橋的因素之一。

命令：
spanning-tree vlan 1 priority 4096

將S0優先順序設定之後，根橋變為S0，這時以S0向網路傳送資料包。

四、實戰：STP綜合實驗

綜合實踐題目：STP.pka已經上傳到CSDN，可下載實踐練習。

這道題目上來就是IP地址分配，也許這是一個難點，而生成樹協議我們前面看到的只需一行配置搞定，相對簡單。

題目只給出IP地址空間為：10.1.1.0/24  ，這是關鍵突破口！

 VLAN名稱、vlan號和所需主機IP地址對應如下：

給定地址空間10.1.1.0/24，根據IP地址數量，從多到少進行分配。

問題來了，雖然得到了VLAN的網段，滿足IP地址數量要求，但是題目完全沒給出具體IP配置說明！

經過一段時間的探索，終於找到完全正確的地址分配，為每個裝置配置IP、預設閘道器、子網掩碼。具體配置就是，預設閘道器為取各自網段的可用IP第一個，PC、交換機Vlan的IP地址取可用IP地址的第二個。

如果理解還是不清楚，直接用下面我配置好的各裝置地址表。

現在解決了題目關鍵部分，後續就簡單了，直接按任務配置就可以。

其中，遇到一個任務：配置Vlan的預設閘道器，之前沒配置過，所以學習了一條配置命令。

交換機配置預設閘道器命令：
ip default-gateway 10.1.1.255

完成任務過程，可以邊檢視進度情況，這是Cisco實驗練習題目的一個優點，可以實時檢查完成進度。完成率應該為 100%。若不是，則單擊 Check Results（檢查結果），瞭解哪些必需的元件尚未完成。

五、結語

STP(生成樹協議，Spanning Tree Protocol)就是解決冗餘拓撲出現的問題。STP 基本思路是阻斷一些交換機介面，構建一棵沒有環路的轉發樹，讓具有冗餘結構的網路在故障時自動調整網路的資料轉發路徑。本篇記錄學習計算機網路重點知識：生成樹協議(STP)，詳細步驟將從認識到實踐，使用Cisco Packet Tracer 完成STP綜合練習。同時，也更實際地學習IP地址分配，加深對IP地址的理解和應用。

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