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【网络云SRE运维开发】2025第2周-每日【2025/01/08】小测-【第8章 STP生成树协议】理论和实操解析

一、选择题

1. 生成树协议的主要作用是

   • B. 防止网络环路
   • 解释：生成树协议（STP）的主要目的是防止网络中的环路，确保数据的无环转发。

2. 在 STP 协议中，选举根桥时依据的参数是

   • C. 桥 ID
   • 解释：STP 根据桥 ID 来选举根桥，桥 ID 通常是交换机的 MAC 地址和系统优先级的组合。

3. 华为交换机上，默认的 STP 模式是

   • A. MSTP
   • 解释：华为交换机默认使用多生成树协议（MSTP），它是 STP 的扩展，支持多个 VLAN 映射到一个生成树实例。

4. 以下关于 STP 端口状态的描述，错误的是

   • B. Listening 状态下端口不转发数据帧，但会学习 MAC 地址
   • 解释：在 Listening 状态下，端口不会转发数据帧，也不会学习 MAC 地址。

5. 在 STP 中，端口优先级的取值范围是

   • D. 0 - 4095
   • 解释：STP 中端口优先级的取值范围是 0 到 4095，默认值是 128。

6. 当网络拓扑发生变化时，STP 协议通过

   • A. 发送拓扑变化通知 BPDU
   • 解释：STP 通过发送拓扑变化通知 BPDU（Topology Change Notification BPDU）来通知其他交换机网络拓扑的变化。

7. 以下哪个不是 STP 协议中的端口角色

   • D. 边缘端口
   • 解释：边缘端口是 STP 的一种配置，而不是端口角色。端口角色包括根端口、指定端口、非指定端口（阻塞端口）。

8. 在华为交换机上，查看 STP 状态的命令是

   • D. display spanning - tree
   • 解释：在华为交换机上，使用 display spanning-tree 命令来查看 STP 的状态。

9. STP 协议中，路径开销（Path Cost）是根据

   • A. 端口带宽
   • 解释：路径开销是根据端口的带宽来计算的，带宽越高，路径开销越小。

10. 两台交换机通过多条链路相连，为了避免环路，需要启用

    • B. STP
    • 解释：STP 可以防止网络中的环路，确保数据的无环转发。

二、理论题

1. 简述 STP 协议选举根桥、根端口和指定端口的过程

   • 根桥选举：所有交换机通过比较桥 ID 来选举根桥，桥 ID 最小的交换机成为根桥。
   • 根端口选举：非根桥上的每个端口通过比较到根桥的路径开销、发送者桥 ID、发送者端口 ID 来选举根端口。
   • 指定端口选举：每个网段（或链路）通过比较端口优先级、端口 ID 来选举一个指定端口。

   进阶：了解 MSTP 中实例的创建和 VLAN 到实例的映射。

2. 说明 STP 协议中不同端口状态的作用及转换条件

   • Disabled：端口被禁用，不参与 STP。
   • Blocking：端口不转发数据帧，但会接收 BPDU。
   • Listening：端口接收 BPDU，但不转发数据帧，也不学习 MAC 地址。
   • Learning：端口不转发数据帧，但会学习 MAC 地址。
   • Forwarding：端口可以转发数据帧。

   转换条件通常与 BPDU 的接收、端口计时器的超时等事件相关。

   进阶：了解 RSTP（快速生成树协议）中端口状态的快速转换机制。

3. 在华为交换机环境下，简述如何配置 STP 协议并调整端口优先级

   • 配置 STP：使用 stp enable 命令启用 STP，使用 stp mode mstp 命令设置 MSTP 模式。
   • 调整端口优先级：使用 port-priority 命令调整端口的优先级。

   shell
   system-view
   stp enable
   stp mode mstp
   interface GigabitEthernet0/0/1
   port-priority 48 # 设置端口优先级为 48

   进阶：了解如何配置 MSTP 实例、VLAN 到实例的映射以及 MSTP 的保护机制（如 BPDU 保护、根保护等）。

4. 当网络中存在多个 VLAN 时，传统 STP 和 MSTP 在处理上有什么不同

   • 传统 STP：每个 VLAN 运行一个独立的 STP 实例，可能导致网络资源的浪费和收敛速度的降低。
   • MSTP：多个 VLAN 可以映射到一个 MST 实例中，共享一个生成树，从而节省网络资源和提高收敛速度。

   进阶：了解 MSTP 的配置和故障排除方法。

三、实操题

解题思路：

1. 配置 MSTP：在三台交换机上启用 MSTP 并配置实例。
2. 选举根桥和备份根桥：通过调整桥优先级来选举根桥和备份根桥。
3. 查看 STP 状态：使用命令查看每台交换机的 STP 状态信息。
4. 模拟网络拓扑变化：断开一条链路，观察 STP 的收敛过程和最终的拓扑结构变化。

配置指令和步骤：

1. 在 Switch1 上配置 MSTP：

   system-viewstp enablestp mode mstpmstp instance 0 vlan 1 to 4094  # 将 VLAN 1 到 4094 映射到实例 0stp instance 0 root primary  # 将 Switch1 配置为实例 0 的根桥stp bridge-priority 0  # 设置桥优先级为 0（最低，确保成为根桥）

2. 在 Switch2 上配置 MSTP：

   system-viewstp enablestp mode mstpmstp instance 0 vlan 1 to 4094stp instance 0 root secondary  # 将 Switch2 配置为实例 0 的备份根桥stp bridge-priority 4096  # 设置桥优先级为 4096（确保成为备份根桥）

4. 在 Switch3 上配置 MSTP：

   system-viewstp enablestp mode mstpmstp instance 0 vlan 1 to 4094

5. 查看 STP 状态：

   在三台交换机上分别执行 display stp brief 命令查看 STP 状态信息。

6. 模拟网络拓扑变化：

   • 断开 Switch1 和 Switch2 之间的一条链路。
   • 观察并记录 STP 的收敛过程，包括根桥、根端口、指定端口的变化。
   • 使用 display stp brief 命令查看最终的拓扑结构变化。

进阶：了解 MSTP 的高级配置选项，如 MST 区域的配置、MSTP 的保护机制等，并进行故障排查和性能优化。