一、實驗目的
理解生成樹STP及快速生成樹RSTP的工作原理，掌握如何在交換機上配置快速生成樹協議。
二、實驗原理
各公司都在尋找1天24小時，1周7天都能正常運行的計算機網絡。達到100%正常運行是幾乎不可能的，但是99.999%（即5個9）的可靠性則是一些組織設定的目標。這意味着每30年纔有1天的故障時間，平均4000天才有1小時的故障時間，平均每年只有5.25分鐘的故障時間。達到99.999%的可靠性的目標需要極端可靠的網絡。網絡的可靠性來源於可靠的設備和可以容忍故障和錯誤的網絡設計。容錯性通過冗餘來實現。
兩臺交換機以雙鏈路互連可以提供鏈路的冗餘備份功能，但帶來了網絡環路問題，此問題將導致網絡中出現“廣播風暴”，影響交換機的正常工作。使用生成樹協議可以避免環路的產生，同時提供鏈路的冗餘備份功能。
STP（Spanning TreeProtocol ）是生成樹協議的英文縮寫。生成樹的主要目的是選舉一個根交換機（根橋），對網絡中所有的橋都構造一個無環的路徑指向根橋。當生成樹收斂完成後，網絡中的每一個橋對於它的橋接端口都會是兩種狀態之一：轉發或者是阻塞。STP通過在交換機之間傳遞一種特殊的協議報文（BPDU）來確定網絡的拓撲結構。BPDU中包含了足夠的信息來保證交換機完成生成樹計算。生成樹協議最主要的應用是爲了避免局域網中的網絡環回，解決成環以太網網絡的“廣播風暴”問題，從某種意義上說是一種網絡保護技術，可以消除由於失誤或者意外帶來的循環連接。STP也提供了爲網絡提供備份連接的可能。
STP協議由IEEE802.1D定義，RSTP由IEEE802.1W定義。
IEEE802.1D使用兩種類型的BPDU:
一個配置BPDU，主要用於初始STP配置，一個拓撲變化通知（TCN）BPDU，主要用於拓撲變化。
BPDU傳輸時使用的是一個分配給“所有的橋”的保留的組播地址。BPDU從所有的橋接的局域網端口中發送出去，並且被局域網中所有的橋接收。BPDU不會被路由器轉發出局域網。
STP所有功能都是通過交換機或網橋之間週期性地發送BPDU橋接協議數據單元來實現的。BPDU報文每2秒發送一次，目的MAC是組播地址：0x01-80-C2-00-00-00.該報文攜帶了生成樹計算所需信息：根網橋ID、根路徑成本、發送網橋ID、發送端口ID、老化時間等等。
三、實驗設備
Ruijie S2628G-E/ S3760E-24（2臺）、計算機
四、實驗內容與步驟
具體的操作步驟如下：
步驟1：在兩臺交換機上啓用生成樹協議
S3(config)#spanning-tree // Enable spanning-tree. 不可缺少 S3(config)#spanning-tree mode rstp // 生成樹模式 S3#sh spanning-tree -------------------------------------------------------- S4(config)#spanning-tree // Enable spanning-tree. 不可缺少 S4(config)#spanning-tree mode rstp // 生成樹模式 S4#sh spanning-tree |
生成樹的啓用非常簡單，快速生成樹啓用後，有提示“Topology Change”指示拓撲發生變化。此時，兩臺PC上使用ping命令測試與對方的連通性，結果正常ping通。
步驟2：觀察交換機上的生成樹協議
在兩臺交換機上使用sh spanning-tree指令後比較查看結果。
S3與S4的網橋優先級相同，而S3的網橋地址比S4小，因此，S3爲根網橋。S3上到根網橋的最低路徑成本（RootCost）爲0，S4上到根網橋的最低路徑成本（RootCost）爲200,000。缺省情況下，當交換機路徑耗費值的版本號爲stp8021t2001，10M口的路徑費用爲2,000,000，100M口的路徑費用爲200,000，1000M口的路徑費用爲20,000；當交換機路徑耗費值的版本號爲stp8021d1998，10M口的路徑費用爲100，100M口的路徑費用爲19，1000M口的路徑費用爲4。對於連接主機的端口，端口的路徑費用沒有意義，不會用於任何計算中。