ensp之STP、RSTP、MSTP协议实验

你的保护色2026-05-22 10:05

下面是一个基于华为eNSP的详细实验方案。先故意制造环路广播风暴并观察危害，再配置STP来验证其消除环路。

本实验软件环境、版本：操作系统win10。应用软件：ensp 1.3.00，VirtualBox 5.2.22，wireshark3.0.0（ps：不通软件版本的配置命令可能不同）

本实验同款环境：通过网盘分享的文件：计算机网络拓扑实验所需的配置软件

链接 : https://pan.baidu.com/s/1yHLcijdIQK8Ggl2r-l2Yqg?pwd=opop 提取码: opop）

实验拓扑图

端口连接表：

本端设备 本端端口 对端设备 对端端口 链路类型
LSW1 G0/0/1 LSW2 G0/0/1 Trunk
LSW1 G0/0/2 LSW3 G0/0/1 Trunk
LSW2 G0/0/2 LSW4 G0/0/1 Trunk
LSW3 G0/0/2 LSW5 G0/0/1 Trunk
LSW4 G0/0/2 LSW5 G0/0/2 Trunk
LSW4 G0/0/3 PC1 网卡 Access
LSW4 G0/0/4 PC2 网卡 Access
LSW5 G0/0/3 PC3 网卡 Access

一、广播风暴

1、制造并观察广播风暴
1.1 基础配置

pc1：192.168.1.1

pc2：192.168.1.2

pc3：192.168.1.3

这里配置的交换机都是二层交换机，只能隔离冲突域，无法隔离广播域，因此通信无需配置网关。pc1和pc2和pc3之间的通信完全依靠 MAC 地址和 ARP 广播即可完成，无需经过三层路由。因此无需配置网关。

交换机的配置：

bash 复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en #关闭提示信息，防止干扰命令输入。这里是简写，完整的命令是undo info-center enable
[Huawei]sysname LSW1
[LSW1]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW2
[LSW2]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW3
[LSW3]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW4
[LSW4]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW5
[LSW5]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
1.2 制造并观察"广播风暴

华为交换机通常默认启用了更高级的MSTP（多生成树协议）。为了制造环路，我们需要全局禁用所有交换机的STP功能。这是为了验证在没有STP的环境下，环路会引发什么问题。

bash 复制代码 
[LSW1]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
复制代码 
[LSW2]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

[LSW3]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

[LSW4]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

[LSW5]undo stp enable 
Warning: The global STP state will be changed. Continue? [Y/N]y
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

配置完成后，环路就形成了。

1.3 观察环路现象

pc1和pc2和pc3之间已经无法正常通信。

随机选一个LSW1的001端口进行抓包验证：

弹出的wireshark界面直观的看出数千个ARP广播包。这就是pc1、pc2和pc3 ping不通的原因。PC1发出一个广播请求，比如ARP请求，这个请求会在5台交换机组成的环路里被无限循环泛洪。每次经过一个交换机，MAC地址表都会被刷新，导致MAC地址表震荡，设备忙于处理大量重复帧，最终耗尽网络带宽和设备性能。

2、STP协议

配置并启用STP消除环路

2.1 清除风暴并启用STP

点击eNSP界面上的"停止所有设备"再"启动所有设备"来重置实验环境。

由于华为交换机默认运行的是MSTP（多生成树协议），为了专注STP的核心原理，我们通过 stp mode stp 命令切换到传统STP模式。在5台交换机上执行以下命令：

bash 复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW1
[LSW1]stp enable   #开启stp功能
[LSW1]stp mode stp  #将生成树模式设置为传统的stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW2
[LSW2]stp enable 
[LSW2]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW3
[LSW3]stp enable 
[LSW3]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW4
[LSW4]stp enable 
[LSW4]stp mode stp
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW5
[LSW5]stp enable 
[LSW5]stp mode stp 
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.

pc之间的通信变正常说明stp协议起作用了，广播风暴已经停止。

查看STP工作结果：在交换机上使用display stp brief命令，可以看到环路已被修剪为一棵无环的逻辑树。

bash 复制代码 
[LSW1]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
复制代码 
[LSW2]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ALTE  DISCARDING      NONE

[LSW3]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  LEARNING        NONE

[LSW4]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/4        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW5]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

根桥的特征 ：它的所有端口都不会 出现 ROOT 角色，而只能是 DESI（指定端口）或 ALTE（替代端口）等。因此根桥是 SW3 。根交换机 = 根桥 ，两者是同一个意思。但"根桥"更常用。其他4台交换机都有至少一个 ROOT 端口指向根桥 SW3。STP 的目的是逻辑上阻断冗余链路，防止二层环路（广播风暴、MAC地址漂移等），同时提供链路备份。这个链路的冗余备份是怎么起作用的呢？我们可以手动指定LSW2设为主根桥：

1. 修改优先级，选举"根桥"

复制代码 
[LSW2]stp root primary #将LSW2的优先级设为0   

[LSW3]stp root secondary #将LSW3设置为备份根桥，优先级设为4096

再次使用display stp brief查看端口角色的变化，观察STP的选举逻辑。

复制代码 
[LSW1]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW2]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW4]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/4        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW5]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

经过我们手动指定，SW2 已经是根桥了。它的所有端口都是 DESI（指定端口） ，没有任何端口是 ROOT根端口。 通过手动配置根桥优先级改变根桥的角色，并且 STP 会自动重新计算端口角色，阻塞冗余链路。

2. 模拟链路故障

为了验证STP的冗余备份特性，我们可以模拟故障：在非根桥交换机（如LSW5）上，将它的根端口002关闭。再次查看发现002端口变为了新的根端口。

复制代码 
[LSW5]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW5]int GigabitEthernet 0/0/2
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]shutdown 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  DISCARDING      NONE

直观地看出原本处于阻塞状态（ALTE）的替代端口001变为了根端口，并且状态从DISCARDING 变为FORWARDING，这表明网络已通过备用路径恢复了连通性。

2.3 恢复端口
复制代码 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]undo shutdown 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]display stp brief	#打开002端口后马上执行
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  DISCARDING      NONE
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]display stp brief	  #等待至少30秒再执行
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

我们发现恢复端口后，STP 再次重新计算，端口状态从丢弃discarding变为转发forwarding需要至少三十秒。这正是STP的特点：收敛速度慢。

2.4 stp协议小结
复制代码 
根桥 (Root Bridge)：整个生成树的逻辑中心，是树根。所有路径计算的起点。
根端口 (Root Port)：非根桥上离根桥"最近"（开销最小）的端口。负责接收来自根桥的数据。
指定端口 (Designated Port)：每个物理网段上离根桥"最近"的端口。负责向该网段转发来自根桥的数据。
阻塞端口 (Alternate / Backup Port)：被逻辑关闭的备份端口，只监听BPDU，不转发数据。用于故障时快速切换。

端口状态 (802.1D标准)
	Blocking (阻塞)：不转发数据，只接收并处理BPDU。监听BPDU以判断网络是否无环。会停留20秒（Max Age）。
	Listening (监听)：不转发数据，接收并发送BPDU，在根桥选举和端口角色确定过程中出现。停留15秒（Forward Delay）。
	Learning (学习)：不转发数据，但开始学习MAC地址（构建MAC地址表）。停留15秒（Forward Delay）。
	Forwarding (转发)：正常转发数据，并持续学习MAC地址。
	Disabled (禁用)：被管理员手动关闭或物理链路Down。
收敛时间：从拓扑变化到所有端口最终进入Forwarding或Blocking状态的时间。传统STP需要30-50秒（20秒Max Age + 15秒Listening + 15秒Learning）。

STP的选举过程（四步走）：整个过程通过交换一种叫做 BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元） 的报文来完成。
1、选举根桥 (Root Bridge)
目的：确定整个生成树的"树根"。
过程：所有交换机启动时都认为自己是根桥。它们向外发送BPDU，其中包含自己的桥ID（Bridge ID = 优先级 + MAC地址）。桥ID最小的交换机将成为根桥。
结果：全网只有一个根桥。
2、每个非根桥上选举一个根端口 (Root Port)
目的：为每个非根桥找到一条去往根桥最近（开销最小）的路径。这个端口是该交换机去往根桥的"出口"。
过程：非根桥在所有端口上收到的BPDU中，计算到达根桥的路径开销。路径开销最小的端口成为根端口。如果开销相同，则依次比较：对端桥ID -> 对端端口ID。
结果：每个非根桥有且只有一个根端口。
3、每个网段上选举一个指定端口 (Designated Port)
目的：每个物理网段（两台交换机之间的连线）上，只保留一个转发BPDU和用户数据的端口。
过程：在每个网段上，比较两台交换机各自从该端口发送BPDU到达根桥的"总路径开销"。总路径开销小的那一端端口成为该网段的指定端口。如果相同，比较它们各自的桥ID。
结果：根桥上的所有端口通常都是指定端口。每个网段有且只有一个指定端口。
4、阻塞剩余的非根、非指定端口
目的：打破环路。
过程：所有经过前三步仍未被选举为根端口或指定端口的端口，都被逻辑阻塞（Alternate/Backup端口）。这些端口不能转发用户数据，也不能发送BPDU（但会持续监听BPDU，以便在网络故障时恢复）。
一句话总结：选一个根桥，每个桥选一个根端口，每根线选一个指定端口，剩下的全部阻塞。

选举遵循一个"四比较"原则：根桥ID → 根路径开销 → 发送者桥ID → 发送者端口ID，数值越小越优。
桥ID (Bridge ID)：由 16位优先级（默认32768）+ 48位MAC地址 组成。优先级可配置（必须是4096的倍数）。先比优先级，再比MAC地址，数值越小越优。
路径开销 (Path Cost)：一个端口到达根桥的累计"代价"。带宽越高，开销值越小。例如：10Mbps开销=100，100Mbps=19，1Gbps=4，10Gbps=2。
BPDU (桥协议数据单元)：
	配置BPDU：用于生成树计算，由根桥周期性（每2秒）从指定端口发送。
	TCN BPDU：当网络拓扑变化时，由感知到变化的交换机向根桥报告。


STP的不足与改进
由于STP收敛太慢，现代网络基本不再使用原始的802.1D STP，而是使用其快速版本：RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol, 802.1w)
3、RSTP协议

在 RSTP 模式下，收敛速度会很快。RSTP 与 STP 兼容，且在收敛机制上做了大量优化，将收敛时间从数十秒缩短到亚秒级。点击ensp的菜单栏红色方块关闭所有交换机后，再点击绿色三角形重启，以清除之前的实验残留。也可通过命令行重启reset saved-configuration reboot 。

3.1 基础配置和启用rstp
复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW1
[LSW1]stp enable 
[LSW1]stp mode rstp #华为默认使用mstp协议，因此必须手动切换为rstp

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW2
[LSW2]stp enable 
[LSW2]stp mode rstp

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW3
[LSW3]stp enable 
[LSW3]stp mode rstp 

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW4
[LSW4]stp enable 
[LSW4]stp mode rstp 

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW5
[LSW5]stp enable 
[LSW5]stp mode rstp
3.2 查看rstp初始状态
复制代码 
[LSW1]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE

[LSW2]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ALTE  DISCARDING      NONE

[LSW3]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW4]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/4        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW5]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  DISCARDING      NONE

根桥是LSW3。

3.3 模拟链路故障和恢复

（1）由于rstp收敛速度过快，为捕捉这一瞬间，先在pc1命令行中持续的ping pc3（ping 192.168.1.3 -t）

为何不用pc1 ping pc2测试呢？因为pc1和pc2都连接在LSW4上，在交换机内部转发，因此看不到。

（2）在pc1和pc3通信链路之间的非根桥上（如LSW5）处于转发状态的根端口001关闭，再检查当前状态。

复制代码 
[LSW5]display stp brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  DISCARDING      NONE
[LSW5]int GigabitEthernet 0/0/1
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]shutdown 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  DISCARDING      NONE
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]display stp brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   0    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   0    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

很直观的看出关闭根端口001的瞬间，新的根端口就变成了002。再打开根端口重新变为001。收敛速度极快。

既然RSTP速度这么快，解决了STP的不足，那么它有没有缺点呢？有的兄弟，包有的：RSTP（以及传统STP）不感知VLAN ，它把整个物理网络当作一个扁平的广播域来处理。整个交换网络（所有VLAN）只计算出一棵无环的生成树。导致两个严重问题：

  1. 无法实现负载均衡
    对于一个物理拓扑，RSTP会阻塞某些冗余链路。所有VLAN的流量都只能走"唯一"的那条转发路径 （即生成树留下的路径），其他链路被完全闲置。
    例子：两条1Gbps上行链路，RSTP只会用一条，另一条永久阻塞，浪费50%带宽。
  2. 次优路径问题
    在某些拓扑中，生成树选出的路径对某些VLAN可能是绕远的。由于所有VLAN共享同一棵树，无法为不同的VLAN选择更优的路径。

在Trunk链路承载多个VLAN的现代网络中，这种"一刀切"的模式效率低下。

3.4 rstp协议小结：
复制代码 
  RSTP（802.1w）的改进方面
  1：减少端口状态（合并角色与状态），不需要区分"阻塞/监听"等低效状态，角色决定行为。
  - 端口角色：根端口、指定端口、替代端口（Alternate）（替代根端口）、备份端口（Backup）。
  - 端口状态简化为3种：
    - Discarding（丢弃） → 对应STP的禁用/阻塞/监听（不学习MAC，不转发）。
    - Learning（学习） → 同STP的学习。
    - Forwarding（转发） → 同STP的转发。

  2：P/A 机制（Proposal/Agreement）------指定端口从 Discarding → Forwarding 只需 两次握手，不再等待 Forward Delay。
  - 场景：两个交换机之间的点到点全双工链路。
  - 过程（前面已详述）：上游提议 → 下游同步并阻塞其它非边缘端口 → 下游同意 → 上游立即转发。
  - 收敛时间：通常 < 1 秒（甚至毫秒级）。

  3：更快的链路故障检测
  - STP：依赖老化计时器（20秒）发现链路故障。
  - RSTP：
    - 使用 3次连续Hello包丢失（默认3×2秒=6秒）判定邻居失效。
    - 同时可以利用底层物理信号（如链路down）立即触发重新计算（几毫秒）。

  4：边缘端口（Edge Port）概念：连接终端（PC、服务器）而非交换机的端口。
  - 行为：边缘端口一旦UP，跳过 P/A 过程，直接进入 Forwarding。
  - 保护：如果边缘端口收到 BPDU，则自动转为普通 STP 端口（防止环路）。
  - 效果：终端插拔无需任何 STP 延迟，即插即用。

  5：拓扑变更（TC）机制优化
  - STP：侦测到拓扑变化后，先通知根桥，根桥再向全网泛洪，需要等待 Max Age + Forward Delay。
  - RSTP：检测变化的交换机直接向全网发送 TC 报文，无需等待根桥通知。
  - MAC表老化：收到 TC 报文后，交换机仅将 MAC 表老化时间从300秒缩短为 Forward Delay（15秒），而不是像 STP 那样清空（避免广播风暴）。

  6：UplinkFast / BackboneFast 功能内置
  - STP 时代这些是专有扩展功能（如 Cisco 的 UplinkFast 用于上行链路快速切换）。
  - RSTP 将这些机制标准化并内置，使替代端口可以快速切换到根端口角色。

  7：BPDU 格式与处理增强
  - Version：从 STP 的 0 改为 2。
  - Flags 字段更丰富：使用更多比特位表示 Proposal、Agreement、TC、TCA 等。
  - BPDU 发送：RSTP 中所有交换机（不仅仅是根桥）都可以主动发送 BPDU（每 Hello Time 一次），而非像 STP 那样仅根桥主动发送。
4、MSTP协议

对比 MSTP 与传统 STP/RSTP 的差异：在原网络拓扑基础上引入 VLAN 和 MSTP，实现不同 VLAN 的流量沿不同的生成树路径转发，达到链路负载分担。验证 MSTP 的快速收敛和冗余备份能力。

原拓扑不变，PC 的 IP 地址需重新规划，新增 VLAN 划分：

设备 端口 VLAN 备注
PC1 网卡 VLAN 10 192.168.10.1/24
PC2 网卡 VLAN 20 192.168.20.1/24
PC3 网卡 VLAN 10 192.168.10.2/24

注意：PC1 与 PC3 同属 VLAN 10，PC2 单独在 VLAN 20。这样 VLAN 10 和 VLAN 20 需要跨越交换机进行通信，且可以通过 MSTP 为两个 VLAN 选择不同阻塞端口，实现负载分担。交换机之间的链路全部为 Trunk，允许所有 VLAN 通过（默认允许 VLAN 1～4094）。PC 接入端口设为 Access，分别加入对应 VLAN。

MSTP 实例规划：

  • 实例 1（Instance 1）：映射 VLAN 10
  • 实例 2（Instance 2）：映射 VLAN 20
  • 实例 0（默认）：映射其余所有 VLAN（含 VLAN 1）

我们希望：

  • 实例 1 的根桥为 LSW2，阻塞 LSW5 的 G0/0/1（或其他端口）。
  • 实例 2 的根桥为 LSW3，阻塞 LSW2 的 G0/0/2（或其他端口）。
    这样 VLAN 10 和 VLAN 20 的流量分别走不同的上行链路，实现负载分担。
4.1 基础配置

（1）清除之前的配置并初始化环境：在 eNSP 中停止所有设备，然后重新启动，或手动重置配置。

（2）交换机命名、关闭信息中心

复制代码 
<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW1

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW2

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW3

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW4

<Huawei>system-view 
[Huawei]un in en
[Huawei]sysname LSW5

（3）创建 VLAN 并配置 Access 端口：在 LSW4 和 LSW5 上创建 VLAN 10、20，并将连接 PC 的端口划入相应 VLAN。

复制代码 
[LSW4]vlan batch 10 20
[LSW4]interface GigabitEthernet 0/0/3
[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access
[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 10
[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]quit
[LSW4]interface GigabitEthernet 0/0/4
[LSW4-GigabitEthernet0/0/4]port link-type access
[LSW4-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 20
[LSW4-GigabitEthernet0/0/4]quit

[LSW5]vlan batch 10 20
[LSW5]interface GigabitEthernet 0/0/3
[LSW5-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access
[LSW5-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 10
[LSW5-GigabitEthernet0/0/3]quit

其他交换机（LSW1、LSW2、LSW3）也需要创建 VLAN 10、20，否则后续 Trunk 转发时会丢弃未知 VLAN 的帧。所以：

复制代码 
[LSW1]vlan batch 10 20

[LSW2]vlan batch 10 20

[LSW3]vlan batch 10 20

（4） 配置 Trunk 端口

根据连接表，将除了链接pc端口之外的所有交换机之间的互连端口配置为 Trunk 类型，并允许所有 VLAN 通过（默认已经是允许所有，但为深入学习，可练习显式指定。如果已经学过可跳过此步骤）：

复制代码 
[LSW1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[LSW1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all
[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]quit

[LSW2]int g0/0/1
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW2]int g0/0/2
[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk 
[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]q

[LSW3]int g0/0/1
[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW3]int g0/0/2
[LSW3-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk 
[LSW3-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW3-GigabitEthernet0/0/2]q

[LSW4]int g0/0/1
[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW4]int g0/0/2
[LSW4-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/2]q

[LSW5]int g0/0/1
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/1]q
[LSW5]int g0/0/2
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]q
4.2 配置 MSTP

华为交换机默认运行 MSTP，且默认存在实例 0。我们需要：

  • 定义相同的 MST 域（域名、修订级别、VLAN-实例映射）
  • 在每台交换机上激活 STP（MSTP）
  • 调整不同实例的优先级以实现期望的根桥

（1）启用 MSTP 并配置域信息（在五台交换机上均需配置）**

复制代码 
[LSW1]stp enable
[LSW1]stp mode mstp
[LSW1]stp region-configuration
[LSW1-mst-region]region-name HUAWEI
[LSW1-mst-region]revision-level 1
[LSW1-mst-region]instance 1 vlan 10
[LSW1-mst-region]instance 2 vlan 20
[LSW1-mst-region]active region-configuration
[LSW1-mst-region]quit

[LSW2]stp enable 
[LSW2]stp mode mstp 
[LSW2]stp region-configuration 
[LSW2-mst-region]region-name HUAWEI
[LSW2-mst-region]revision-level 1
[LSW2-mst-region]instance 1 vlan 10
[LSW2-mst-region]instance 2 vlan 20
[LSW2-mst-region]active region-configuration 
[LSW2-mst-region]quit 

[LSW3]stp enable 
[LSW3]stp mode mstp 
[LSW3]stp region-configuration 
[LSW3-mst-region]region-name HUAWEI
[LSW3-mst-region]revision-level 1
[LSW3-mst-region]instance 1 vlan 10	
[LSW3-mst-region]instance 2 vlan 20
[LSW3-mst-region]active region-configuration 
[LSW3-mst-region]q

[LSW4]stp enable 
[LSW4]stp mode mstp 
[LSW4]stp region-configuration 
[LSW4-mst-region]region-name HUAWEI
[LSW4-mst-region]revision-level 1
[LSW4-mst-region]instance 1 vlan 10
[LSW4-mst-region]instance 2 vlan 20
[LSW4-mst-region]active region-configuration 
[LSW4-mst-region]q

[LSW5]stp enable	
[LSW5]stp mode mstp 
[LSW5]stp region-configuration 
[LSW5-mst-region]region-name HUAWEI
[LSW5-mst-region]revision-level 1	
[LSW5-mst-region]instance 1 vlan 10
[LSW5-mst-region]instance 2 vlan 20
[LSW5-mst-region]active region-configuration 
[LSW5-mst-region]q

LSW2、LSW3、LSW4、LSW5 执行完全相同的域配置（region-name、revision-level、实例-VLAN 映射必须一致，否则无法属于同一域，导致多棵树独立计算）。

（2）调整实例优先级以控制根桥

我们希望实例 1 根桥是 LSW2，实例 2 根桥是 LSW3。可以用 stp instance 1 root primary 等命令，但更明确的是直接修改优先级（必须是 4096 的倍数）。

复制代码 
[LSW2]stp instance 1 priority 0           # 实例1优先级0，确保成为根桥
[LSW2]stp instance 2 priority 4096        # 实例2优先级稍高，作为备份根桥（可选）

[LSW3]stp instance 2 priority 0           # 实例2优先级0，成为实例2根桥
[LSW3]stp instance 1 priority 4096        # 实例1优先级4096，作为备份根桥

其他交换机保持默认优先级（32768）即可。不设置实例0优先级，根桥将由默认选举产生，可能为 LSW3 或其它。

（3）可选：配置边缘端口

LSW4和LSW5可配置连接 PC 的端口为边缘端口以加速进入转发状态：（不配也不影响，就稍微慢点儿）

复制代码 
[LSW4]int g0/0/3
[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]stp edged-port enable 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/3]q
[LSW4]int g0/0/4
[LSW4-GigabitEthernet0/0/4]stp edged-port enable 
[LSW4-GigabitEthernet0/0/4]q

[LSW5]int g0/0/3
[LSW5-GigabitEthernet0/0/3]stp edged-port enable 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/3]q

（4）查看 MSTP 状态，验证负载分担

等待一段时间（秒级）后，分别在交换机上查看各实例的端口角色和状态。

复制代码 
[LSW1]display stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW1]display stp instance 2 brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE

[LSW2]display stp instance 1 brief  #实例1的LSW2为根桥（两个端口都是指定端口）
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW2]display stp instance 2 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW3]display stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW3]display stp instance 2 brief #实例2的LSW3为根桥（两个端口都是指定端口）
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        DESI  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW4]display stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW4]display  stp instance 2 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/4        DESI  FORWARDING      NONE

[LSW5]display stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW5]display stp instance 2 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   2    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   2    GigabitEthernet0/0/2        DESI  FORWARDING      NONE

由以上结果可知：（分流路径体现）：

实例 1：LSW2 为根桥，LSW5 的 G0/0/1被阻塞，VLAN 10 的流量走 LSW1-LSW2-LSW4/LSW5 的路径。

实例 2：LSW3 为根桥，LSW4 的 G0/0/1被阻塞，VLAN 20 的流量走 LSW1-LSW3-LSW5/LSW4 的路径。

同时可以检查每个端口在不同实例下的角色：

text

复制代码 
[LSW5]display stp brief

输出会列出每个实例的端口角色，可以看到同一个物理端口在实例 1 和实例 2 中角色不同，这正是负载分担的体现。

验证连通性：

  • PC1（VLAN 10）ping PC3（VLAN 10）：通。因为它们在一个vlan 10。

  • PC2（VLAN 20）ping PC3（VLAN 10）：不通，因为一个在vlan 10，一个在vlan 20。如果配置一个三层路由倒是可以跨网段传输，但该拓扑图中没有。

  • PC1 ping PC2 ：不通。因为即使它们同属 LSW4，但不同 VLAN，二层隔离。

4.3 模拟链路故障和恢复

通过模拟故障和恢复观察 MSTP 快速收敛：先用 PC1 持续ping PC3（ ping 192.168.10.2 -t），持续观察。

选择一条主路径上的端口，例如 LSW5 在实例 1 中的根端口0/0/2，将其关闭：

复制代码 
[LSW5]display stp instance 1 brief 
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE
[LSW5]int g0/0/2
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]shutdown #关闭根端口之后备用阻塞端口001马上就变成了根端口
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]display stp instance 1 brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

ping 出现短暂丢包后恢复。

复制代码 
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]undo shutdown #打开002端口，它又瞬间恢复了转发
[LSW5-GigabitEthernet0/0/2]display stp instance 1 brief
 MSTID  Port                        Role  STP State     Protection
   1    GigabitEthernet0/0/1        ALTE  DISCARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/2        ROOT  FORWARDING      NONE
   1    GigabitEthernet0/0/3        DESI  FORWARDING      NONE

执行完上述命令之后的预期是：端口角色复原，实例 1 恢复原始拓扑，收敛同样极快。但实际上：
pc1：
PC>ping 192.168.10.2 -t
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=20 ttl=128 time=156 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=21 ttl=128 time=188 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=22 ttl=128 time=156 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=23 ttl=128 time=235 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=24 ttl=128 time=172 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=25 ttl=128 time=157 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=26 ttl=128 time=156 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=27 ttl=128 time=172 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=28 ttl=128 time=172 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=29 ttl=128 time=188 ms
From 192.168.10.2: bytes=32 seq=30 ttl=128 time=157 ms
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
......
一直没恢复通信，可能是软件故障吧。我问ai找了好多办法都没解决。如果哪位兄弟找出问题了，评论一下哦。

也可以对实例 2 的主链路做类似故障模拟，观察冗余切换。我这里暂不做了。感兴趣的自己弄一下。做完实验之后别忘记在<LSW*>save保存实验配置哦。

三、总结

STP 是一个全定时器驱动的协议，过程严谨但收敛极慢（30~50秒），适用于环路避免，但不适用于对中断敏感的网络。

RSTP 通过 P/A 快速协商、边缘端口、主动 BPDU、更快的故障检测和 TC 优化 ，将收敛时间大幅缩短到亚秒级，且完全兼容 STP。

**MSTP（多生成树，802.1s）**解决 RSTP 只能运行单生成树实例（导致负载不均衡）的问题。

对比维度 STP (802.1D) RSTP (802.1w) MSTP (802.1s)
IEEE标准 IEEE 802.1D (1998) IEEE 802.1w (2001) IEEE 802.1s (2002)
收敛时间 30~50秒 华为云 1~2秒 华为云 1~2秒 华为云
端口状态 5种：Disabled/Blocking/Listening/Learning/Forwarding 新华三集团 3种：Discarding/Learning/Forwarding Huawei 3种：Discarding/Learning/Forwarding Huawei
端口角色 根端口、指定端口、阻塞端口 根端口、指定端口、替代端口(Alternate) 、备份端口(Backup) 、边缘端口(Edge) 新华三集团 同RSTP，每实例独立计算 阿里云官方网站
生成树实例 单实例（整个网络1棵树） 单实例（整个网络1棵树） 多实例（支持多个MSTI，VLAN可映射）fiberroad.com.cn
VLAN支持 ❌ 不支持按VLAN负载均衡 ❌ 不支持按VLAN负载均衡 ✅ 支持VLAN映射到不同实例，实现负载分担 新华三集团
BPDU版本 Version 0, Type 0x00 Version 2, Type 0x02 Huawei Version 3, Type 0x02 知乎
BPDU发送 仅根桥定期发送 所有交换机主动发送（快速检测故障）51CTO 同RSTP，支持多实例信息携带
快速收敛机制 依赖定时器（Forward Delay 15s×2） P/A机制（Proposal/Agreement握手）51CTO 同RSTP + 实例独立收敛
带宽利用率 低（仅1条活动路径） 中（收敛快，但仍单树） 高（多实例可实现流量分担）fiberroad.com.cn
管理复杂度 ⭐ 简单 ⭐⭐ 中等 ⭐⭐⭐ 较高（需配置域、实例、VLAN映射）fiberroad.com.cn
兼容性 基础协议 ✅ 向下兼容STP ✅ 兼容STP/RSTP，支持混合组网 新华三集团
典型应用场景 小型网络、拓扑稳定、对收敛不敏感 中型网络、需要快速故障恢复 大型网络、多VLAN、需负载均衡
相关推荐
用户298698530142 小时前
Java 获取 Word 文档中修订记录的实现方法
java·后端
Dicky-_-zhang2 小时前
Redis集群模式详解与实战配置
java·jvm
minji...2 小时前
Linux 网络基础之网络IP层（十）IP 协议，网段划分，IP地址相关问题
linux·运维·服务器·网络·tcp/ip·智能路由器·php
爱吃土豆的马铃薯ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ2 小时前
获取容器mysql管理员密码命令
数据库·mysql
JAVA学习通2 小时前
《大营销平台系统设计实现》 - 营销服务 第5节：抽奖前置规则过滤
java·数据库·github
斯特凡今天也很帅2 小时前
新建数据源报错No bean named ‘SqlSessionFactorykf‘ available
java·数据库·spring boot·mybatis
带刺的坐椅2 小时前
用 Solon AI 从零构建 MCP 工具服务：让 AI Agent 拥有真实世界的能力
java·ai·solon·mcp·solon-ai
Trouvaille ~2 小时前
【Redis篇】为什么需要 Redis：从单机到分布式的架构演进之路
数据库·redis·分布式·缓存·中间件·架构·后端开发
ID_180079054732 小时前
Taobao & 1688 Product API Technical Overview and JSON Response Reference
数据库
热门推荐
01GitHub 镜像站点02Codex 接入 DeepSeek API 完整配置文档03CC-Switch & Claude 基于 Linux 服务器安装使用指南04【踩坑记录 | 第一篇】微软商店无法使用时，如何手动安装 OpenAI Codex？附`.msix`文件系统错误解决方法05【AI】2026 年具身智能模型和世界模型总结06几个好用的ip纯净度检测网站07装上就回不去了：CodeGraph 让 AI 编程效率飙升 92%，它到底做了什么？08裂开！ChatGPT 居然开始要手机号验证，附详细解决方法09用了半年 OpenRouter，我换到了 Ofox.ai — 两个 AI API 聚合平台的真实对比10codex app每次打开重连5次Reconnecting问题解决