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用Wireshark抓包分析STP生成树建立的过程

用Wireshark抓包分析STP生成树建立的过程

实验5:用Wireshark抓包分析STP生成树建立的过程

(1) 添加设备并连接好线

(2) 在SW1上配置VLAN1接口的IP为192.168.1.1/24,其他交换机上不用做任何配置

(3) 在SW1上ping 192.168.1.2(虽然网络上没这个IP,主要是想让他发出ARP报文)

(4) 在SW1上的G0/0抓包,截图并写出在抓包工具上观察到的现象

(5) 网关交换机为(MAC 50:00:00:01:00:02)在向全部广播地址(ff:ff:ff:ff:ff)发arp报文,报文IP和目标IP为192.168.1.1。随着时间推移,出现广播风暴,网络出现严重卡顿,甚至导致交换机 CPU 占用率飙升,部分终端无法正常获取 IP 或连接网关。
(6) 然后,分别把SW1、SW3的G0/1口shutdown(注:一定要两边都关?,这里坑了好久,真实设备上只需要一边shutdown)

现象描述:端口关闭后,抓包捕获到交换机发出的LLDP(链路层发现协议)报文和IPv6邻居请求报文。此时网络中端口状态发生变化,但尚未开启STP,存在环路风险
(7) 再次截图写出在抓包工具上观察到的现象

没开抓包,又开了一遍
捕获到交换机发出的(lldp)链路层发现协议报文,ipv6邻居请求报文
实验核心问题,为什么要开stp呢,本实验sw1,sw2,sw3三台交换机形成一个物理环路,所以要启动stp,,stp的核心价值是:通过通过逻辑阻塞冗余端口,切断物理环路,从根源上阻止广播风暴的发生。
接下来的实验将验证STP如何实现这一目标

(8) 做完以步骤后,把SW1、SW3的G0/1口都恢复一下开启状态,即no shutdown

(9) 在三个交换机上都开启STP
退出f0/1配置—exit,开stp,apa补齐

(10) 观察抓包工具上抓到了什么包,并截图下来加以说明

交换机连续发送stp(mstp)bpdu报文,lldp报文。Stp报文mac50:00:00:01:00:01,目的mac是stp地址,大约2秒发送一次
做个小实验,名字就叫“人为故障”,来试试stp愈合能力(参考了课件例子):
第一步在sw1的g0/1接口shutdown现象

现象:协议变down, stp把端口标记为discard ing(就是阻塞),stp停止发送,通讯中断
接着no shu补齐哈,恢复恢复

现象:先后恢复up,最终确认无环路,变forwarding(转发),抓包列表stp报文重新出来了,明网络已恢复正常通信,且整个过程中未出现广播风暴,说明恢复了

(11) 把STP生成树的建立的过程写出来

  1. 根桥对应课件21~25:
    开启stp,每一台交换机都认为自己是根桥(例如每个班都有班长,大家都认为自己能力都可以竞选),它们通过发送bpdu(就是配置报文)互相比较“桥id”(优先级+mac地址)(这个时候肯定是缺点越少更适合当,就叫优先级,那如果都一样,就要看坏习惯解成mac地址)。优先级越低,mac地址越小越优。本实验sw1优先级最低,就选它为根桥了. 根桥是整个网络的逻辑中心,所有路径开销都以它为准进行计算
  2. 选举根端口和指定端口对应课件26~34:
    我们换开车路径开销,根桥确定后,不是根桥sw2,sw3计算计算开销,最小端口为根端口(省钱+节约时间)的更优,选出指定端口负责转发数据。这一步的目的是为每条数据流选出“最优路径”,避免数据在环路上反复兜圈
  3. 阻塞冗余端口课件35:
    还是以开车为例,stp协议计算出,sw1去sw2和sw3路线开销最小,但sw2和sw3之间有一条备用路,但那一条路很小,很容易堵车,还是开大路好,所以就把路给堵了,不转发数据帧,只接收BPDU。这是STP防止广播风暴最关键的一步, 物理连接仍在,但逻辑环路被切断,广播帧无法在环中无限循环
  4. 状态过度和收敛课件42到44:
    开车为例,开进去一个刚开通的新小区,可能拍路没有修好,敬业的安保人员让你等一些时间,他去看看路线什么的,安全了,就放你进去。等的时间是为了防止出现交通意外(环路), 此时即使存在广播帧,也因为环路被切断而不会形成风暴
    (12) 在三个交换机上都运行命令,截图用红框框出根桥并在旁边注明“根桥”,同样要标的还有“指定端口”、“根端口”和“阻塞端口”


    现象:先后恢复up,最终确认无环路,变forwarding(转发),抓包列表stp报文重新出来了,明网络已恢复正常通信,且整个过程中未出现广播风暴,说明恢复了。

核心结论:
STP通过逻辑阻塞冗余端口,从根本上切断了网络环路,从而避免了广播风暴的发生。没有STP,环路 = 广播风暴 = 网络瘫痪;有了STP,冗余链路在提供备份的同时,能够安全、无风暴地运行。
实验成功验证了STP在防止广播风暴和保障网络高可用性方面的关键作用

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