思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

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思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

一、生成树协议STP

概念介绍:

生成树协议是一种网络协议,用于在交换机之间建立逻辑上的树形拓扑结构避免产生环路。为了完成这个功能,生成树协议需要进行些配置,包括根桥的选举、端口的状态切换等。

步骤明细:

  1. 使用思科模拟器(Cisco Packet Tracer)搭建一个环形网络,S1、S2、S3是三台 交换机,通过对S1,S2之间加上一条链路,形成一个环形网络。 为了防止网络中出现环路,产生网络风暴,所有交换机上都需要运行STP 协议。PC1,PC2,PC3,PC4,PC5,PC6是六台用户主机,PC1和PC2连接到S1上,PC3和PC4连接到S2上,PC5和PC6连接到S0上,它们需要通过交换机网络进行通信

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

  1. 从左侧工具栏中选择连接线,分别连接S1的f0/4端口和S2的f0/4端口,S2的f0/3端口`和S0的f0/4端口,S0的f0/3端口和S1的f0/3端口,形成一个环形网络。再分别连接S1的f0/1端口和PC1的Fa0端口,S1 的f0/2端口和PC2的Fa0端口,S2的f0/1端口和PC3的Fa0端口,S2的f0/2端口和PC4的Fa0端口,S0的f0/1端口和PC5的Fa0端口,S0的f0/2端口和PC6的Fa0端口。

  2. 配置交换机的VLAN信息,如VLAN编号、VLAN名称、端口划分等。 例如,在S1上输入以下命令:

    vlan 10
    name VLAN10
    interface range f0/1 - 2
    switchport mode trunk
    switchport trunk allowed vlan 10
    interface f0/3
    switchport mode access
    switchport access vlan 10
    
  3. 配置交换机的STP协议,因为STP协议本身就是默认开启的,所以 配置优先级即可。例如,在S1上输入以下命令:

spanning-tree vlan 10 priority 4096
  1. 双击每个用户主机,在弹出的窗口中选择桌面选项卡,进入桌面界面。 配置用户主机的IP地址和默认网关信息。例如,在PC1上输入以下信 息:
IP address: 192.168.1.1
Subnet mask: 255.255.255.0 
  1. 使用ping命令或其他工具测试网络连通性和可靠性。例如,在PC1上 打开命令提示符窗口,输入以下命令:
ping 192.168.1.2
  1. 使用show命令或其他工具查看STP协议的运行状态。例如,在S1上 输入以下命令:
show spanning-tree
  1. 使用故障模拟或其他方法测试RSTP协议的收敛速度和故障恢复能力, 如断开某个链路或关闭某个设备等。

测试:

💻验证STP协议是否在交换机上运行

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置
💻验证使用STP协议是否能够ping通

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置
💻验证使用STP协议断掉一条链路后是否还能ping通

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二、快速生成树协议RSTP

概念介绍:

RSTP是一种快速生成树协议,相比于STP,它具有更快的收颌速度和更多的端口角色。在BSTP中,我们需要配置Bacup Pot和Altemate Port两种全新的端口角色,以便在根端口失效时能够快速切换路径。

步骤明细:

  1. 打开思科模拟器,从左侧工具栏中选择交换机和用户主机,拖放到中 间画布上,分别命名为S1、S2、S3、PC1,PC2,PC3,PC4,PC5,PC6。
  2. 从左侧工具栏中选择连接线,分别连接S1的f0/4端口和S2的f0/4端 口,S2的f0/3端口和S0的f0/4端口,S0的f0/3端口和S1的f0/3端口, 形成一个环形网络。再分别连接S1的f0/1端口和PC1的Fa0端口,S1的f0/2端口和PC2的Fa0端口,S2的f0/1端口和PC3的Fa0端口,S2的f0/2端口和PC4的Fa0端口,S0的f0/1端口和PC5的Fa0端口,S0的f0/2端口和PC6的Fa0端口。【与STP同一拓扑】

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

  1. 配置交换机的VLAN信息,如VLAN编号、VLAN名称、端口划分等。 例如,在S1上输入以下命令:
vlan 10
name VLAN10
interface range f0/1 - 2
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
interface f0/3
switchport mode access
switchport access vlan 10
  1. 配置交换机的RSTP协议,如模式、优先级、成本等。例如,在S1上 输入以下命令:
spanning-tree mode rapid-pvst
spanning-tree vlan 10 priority 4096
  1. 双击每个用户主机,在弹出的窗口中选择桌面选项卡,进入桌面界面。 配置用户主机的IP地址和默认网关信息。例如,在PC1上输入以下信息:
IP address: 192.168.1.1
Subnet mask: 255.255.255.0 
  1. 使用ping命令或其他工具测试网络连通性和可靠性。例如,在PC1上 打开命令提示符窗口,输入以下命令:
ping 192.168.1.2
  1. 使用show命令或其他工具查看RSTP协议的运行状态。例如,在S1上输入以下命令:
show spanning-tree 
  1. 使用故障模拟或其他方法测试RSTP协议的收敛速度和故障恢复能力, 如断开某个链路或关闭某个设备等。

测试:

💻验证RSTP协议是否在交换机上运行

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💻验证使用RSTP协议是否能够ping通

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

💻验证使用RSTP协议断掉一条链路后是否还能ping通

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三、热备份路由选择协议HSRP

概念介绍:

HSRP是一种基于路由器的冗余备份协议,它可以实现路由器之间的互相备份,以确保网络在一个路由器故障的情况下仍然能够正常工作。在HSRP中,我们需要配置虚拟P地址止、优先级等参数,并通过设置预备状态和活动状态来实现路由器之间的自动切换。径。

步骤明细:

  1. 打开思科模拟器,从左侧工具栏中选择路由器、交换机和用户主机, 拖放到中间画布上,分别命名为R1-2、S1-3、PC0-2。

  2. 从左侧工具栏中选择连接线,分别连接R1的f0/0端口和S1的f0/3 端口,R2的f0/0端口和S1的f0/4端口,R1的f0/1端口和S0的f0/1 端口,R2的f0/1端口和S0的f0/2端口。再分别连接S1的f0/1端口和 PC1的Fa0端口,S1的f0/2端口和PC2的Fa0端口,S0的f0/3端口和 PC0的Fa0端口。

思科模拟器 | 生成树协议STP、RSTP、HSRP配置

  1. 配置路由器的IP地址和路由信息,如静态路由或动态路由协议等。 例如,在R1上输入以下命令:
interface f0/0
ip address 192.168.1.252 255.255.255.0
no shutdown
interface f0/1
ip address 192.168.1.253 255.255.255.0
no shutdown
  1. 配置路由器的HSRP协议,如虚拟IP地址、虚拟MAC地址、优先级、 抢占等。例如,在R1上输入以下命令:
interface f0/0 
standby version 2 
standby 10 ip 192.168.1.254 
standby 10 priority 120 
standby 10 preempt 
  1. 双击每个用户主机,在弹出的窗口中选择桌面选项卡,进入桌面界面。配置用户主机的IP地址和默认网关信息。例如,在PC1上输入以下信息:
IP address: 192.168.1.1 
Subnet mask: 255.255.255.0 
Default gateway: 192.168.1.254
  1. 使用ping命令或其他工具测试网络连通性和可靠性。例如,在PC1上 打开命令提示符窗口,输入以下命令:
ping 8.8.8.8
  1. 使用show命令或其他工具查看HSRP协议的运行状态,如虚拟IP地 址、虚拟MAC地址、优先级、抢占等。例如,在R1上输入以下命令:
show standby brief

测试:

💻验证HSRP协议是否在交换机上运行

  • 如下图所示,在192.168.1.0的网络中R1的Fa0/0接口为主网关,R2的Fa0/0接口为备份网关。在8.8.8.0的网络中R1的Fa0/1接口为主网关,R2的Fa0/1接口为备份网关

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💻验证使用HSRP协议是否能够ping通

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💻验证使用HSRP协议断掉一条链路后是否还能ping通

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四、总结与提炼

最后来总结一下本文所学习的内容📖

  • 在本文中,我们学习了STP、RSTP、HSRP三种网络技术的原理和配置方法,并且亲自使用思科模拟器搭建了一个环形网络,并在其中运行了这三种协议。 通过ping命令或其他工具验证网络连通性和可靠性,发现在分别配置了STP、RSTP、HSRP协议后,用户主机之间可以正常通信,且没有出现网络风暴或环路的现象。
  • 而且体会到了STP、RSTP、HSRP三种协议对于提高网络可靠性和稳定性的重要作用,并且了解了它们的优缺点和适用场景。通过比较STP和RSTP协议的收敛速度,发现RSTP协议比STP协议更快,因为RSTP协议使用了快速转发和快速收敛的机制,可以减少生成树的收敛时间。

以上就是有关三种生成树协议的配置,感谢您的阅读🌹

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