Cisco交换机生成树协议STP的配置实例和PVST负载均衡

大家好，今天我们来学习交流一下Cisco交换机生成树协议STP的配置实例和PVST负载均衡。

感谢大家阅读本文章。如在阅读本文中有什么不了解的地方尽可关注留言，我将第一时间为您解答疑惑。有大神看出了问题也请多多指教。

本次实验目的，主要为以下两点

1、理解 STP 的工作原理；

2、掌握 STP 树的控制；

3、利用 PVST 进行负载均衡。

实验参考

1、在图中，S1 和S2 模拟核心层的交换机，而S3 为接入的交换机。S1 和S2 实际上是3层交换机， 这里并不利用其3层功能， 所以它们也采用2 层交换机的图标。

如图所示：

在网络中配置2 个VLAN，不同VLAN 的STP 具有不同的根桥，实现负载平衡。

（1）步骤1：利用VTP 在交换机上创建VLAN2，在 S1 和 S2 之间的链路配置Trunk

S1(config)#vtp domain VTP-TEST

Changing VTP domain name from to VTP-TEST

S1(config)#vlan 2 //在S1 上配置 VTP 的域名，并创建 VLAN 2.由于默认时 S2 和 S3 的 VTP 域名为空，它们将自动学习到S1 的 VTP 域名， 同时 S2、S3 也将自动学习到 VLAN 2，请确认是否成功。

S1(config)#int f0/13

S1(config)#switchport trunk encapsulation dot1q

S1(config)#switchport mode trunk

//S1 的f0/13 改为negotiate 后， 由于默认时S2 的f0/13 为auto 模式， S1 和S2 将自动协商成功Trunk，而默认时 S3 的以太网接口就是desirable 模式，所以S3 与S1 和S2 的链路也自动协商成功Trunk，请确认3 条链路的Trunk 是否成功

（2）步骤2：检查初始的STP 树

S1#show spanning-tree

VLAN0001

Spanning tree enabled protocol ieee //以上表明运行的STP 协议是IEEE 的

802.1D

Root ID Priority 32768

Address 0009.b7a4.b181

Cost 19

Port 17(FastEthernet0/15)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

//以上显示VLAN 1 的STP 树的根桥信息，通过根桥的MAC 地址可以确定S3是根桥。这是因为S3 是较早的交换机，具有较低的MAC 地址。由于S3是一台低端的交换机，成为根桥显然是不合理的。

Bridge ID Priority 32769(priority 32768 sys-id-ext 1)

Address 0018.ba11.f500

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

//以上显示该交换机的桥ID

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

----------------------------------------------------

Fa0/13 Altn BLK 19 128.15 P2P

Fa0/15 Root FWD 19 128.17 P2P

//以上显示该交换机各个接口的状态，f0/13 为阻断状态，f0/15 为根口

VLAN0002

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 32768

Address 0009.b7a4.b182

Cost 19

Port 17(FastEthernet0/15)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 32770(priority 32768 sys-id-ext 2)

Address 0018.ba11.f500

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

----------------------------------------------------

Fa0/13 Altn BLK 19 128.15 P2P

Fa0/15 Root FWD 19 128.17 P2P

//以上是 VLAN2 的 STP 树情况，VLAN2 的 STP 树和 VLAN1 的类似。默认时，Cisco 交换机会为每个 VLAN 都生成一个单 独的 STP 树，称为PVST（Per VLAN Spanning Tree）

（3）步骤 3：控制 S1 为 VLAN 1 的根桥，S2 为 VLAN 2 的根桥

S1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096

S2(config)#spanning-tree vlan 2 priority 4096

//对于 VLAN1 来说，S1 的优先级为 4096，而 S2 和 S3 保持默认值 32768，这样 S1 就成为了 VLAN1 的根桥。同样控制S2 成为了 VLAN 2 的根桥。优先级通常要 4096 的倍数。

S1#show spanning-tree

VLAN0001

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 4096

Address 0018.ba11.f500

This bridge is the root

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

//S1 成为了VLAN 1 的根桥了

Bridge ID Priority 4097(priority 4096 sys-id-ext 1)

Address 0018.ba11.f500

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 15

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

----------------------------------------------------

Fa0/13 Desg FWD 19 128.15 P2P

Fa0/15 Desg FWD 19 128.17 P2P

对于 VLAN 1 来说，f0/13 和 f0/15 是指定口，都处于转发状态了

VLAN0002

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 4096

Address 0018.ba11.eb80

Cost 19

Port 15(FastEthernet0/13)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

//S2 成为了VLAN 2 的根桥了

Bridge ID Priority 4097(priority 4096 sys-id-ext 1)

Address 0018.ba11.f500

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 15

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

----------------------------------------------------

Fa0/13 Root FWD 19 128.15 P2P

Fa0/15 Altn BLK 19 128.17 P2P

对于 VLAN 2 来说，f0/13 是根口，处于转发状态，而 f0/15 却是阻断状态。

VLAN2

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 4098

Address 0018.ba11.eb80

Cost 19

Port 2(FastEthernet0/2)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 32768

Address 0009.b7a4.b182

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Designated

Name Port ID Prio Cost Sts Cost Bridge ID Port ID

--------------------------------------------------------------------------

FastEthernet0/1 128.1 128 19 FWD 19 32768 0009.b7a4.b182 128.1

FastEthernet0/2 128.2 128 19 FWD 0 4098 0018.ba11.eb80 128.17

（4）步骤 4：控制指定口

在步骤 3 中可以看到，对于 VLAN 1 ，S1 成为了根桥，S1 的 f0/13 和 f0/15 处于转发状态；S2 的 f0/13 是根口，也处 于转发状态；S3 的 f0/1 是根口，也处于转发状态；然而在 S2 和 S3 之间的链路上，却是低端交换机S3 的f0/2 在转发 数据，原因在于 S2 和 S3 在竞争指定口时，由于 S3 的 MAC 较低而获胜，这是不合理的。VLAN 2 的情况类似。

要控制指定口，这可以通过改变优先级实现如下：

S2(config)#spanning-tree vlan 1 priority 8192

S1(config)#spanning-tree vlan 2 priority 8192

//对于VLAN1 来说，S2 的优先级为8 192，比 S1 的 4 096 低，不至于成为根桥，但是比 S3 的 32 768 低，所以在竞争 指定时会获胜。VLAN 2 情况类似

实验环境

1、Cisco3560 交换机 2 台；

2、计算机 2 台；

3、Console 电缆 1 条、直通线 2条，交叉线 2 条。

实验拓扑

实验内容

1、用两根双绞线将两台交换机连接起来做生成树配置。理解端口冗余及增加带宽配置方法。

2、在SwitchA查看生成树情况，用show spanning-tree brief命名输出。

3、在SwitchB查看生成树情况，用show spanning-tree brief命名输出。

验证测试：在SwitchA上的Fa0/24端口处于BLK状态，分析原因？

4、修改SwitchA的BID优先级，让SwitchA成为Root Bridge。设置交换机SwitchAr

优先级为4096，数值最小的交换机为根交换机（也称根桥）交换机SwitchBr优先

级采用默认优先级（32768），因此SwitchA将成为根交换机。

SwitchA(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096

5、在SwitchA上查看show spanning-tree 命名输出结果。

6、在SwitchB上查看show spanning-tree 命名输出结果。

验证测试：在SwitchB上的Fa0/23端口处于BLK状态，分析原因？

7、如果将SwitchB的Fa0/23和Fa0/24的状态调换过来，可能通过修改什么参数来实现？可以在SwitchA降低接口优先级来实现。

SwitchA(config)#int fa0/24

SwitchA(config-if)#spanning-tree vlan 1 port-priority 112

8、修改后，在SwitchA查看show spanning-tree 命名输出结果。

9、SwitchB上出现了如下反应（Fa0/23和Fa0/24）接口状态被调换。

提问： 通过修改什么参数可以将SwitchB的F0/23和Fa0/24接口恢复为原来的状态。可以在SwitchB上降低fa0/24接口的开销。

SwitchB(config)#int fa0/24

SwitchB(config-if)#spanning-tree vlan 1 cost 18

10、修改后，在SwitchB查看show spanning-tree 命名输出结果。

11、验证网络拓扑变化时，ping的丢包情况。

实验常见问题

交换机的默认优先级都是32 768，而MAC较低的成为了根桥。

以上为本文全部内容，如有学习需要可使用Cisco Packet Tracer进行模拟实验。有问题也可留言提问。感谢大家的观看，谢谢支持。如果大家对网络技术有兴趣，欢迎大家关注。

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