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4.1.5 多生成树协议

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     约 2865 字   预计阅读 13 分钟 
系列 - 构建中型企业办公网
摘要
多生成树协议（MSTP）是生成树协议（STP）的扩展，用于在大型网络中实现更高效的冗余和负载均衡。通过将多个VLAN划分为不同的生成树实例，MSTP可以避免传统生成树协议的缺点，如单点故障和性能瓶颈。本实验将演示如何在企业网络环境中配置和测试MSTP协议，实现网络的高可用性和负载分担。

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拓扑说明
本实验采用四台交换机构建的网络拓扑，其中LSW1和LSW2为接入层交换机，分别连接VLAN2和VLAN3的终端用户；LSW3和LSW4为核心层交换机，提供冗余链路和网关服务。通过MSTP配置，我们将实现VLAN2和VLAN3的流量分别走不同的路径，充分利用网络资源。
  • VLAN2 网段：192.168.2.0/24，虚拟网关地址 192.168.2.254
  • VLAN3 网段：192.168.3.0/24，虚拟网关地址 192.168.3.254
  • LSW3的 VLANIF 接口：
    • VLANIF2: 192.168.2.3/24
    • VLANIF3: 192.168.3.3/24
  • LSW4的 VLANIF 接口：
    • VLANIF2: 192.168.2.4/24
    • VLANIF3: 192.168.3.4/24
警告
在进行配置前，请确保所有设备已正确连接，并且基本的IP配置已完成。本实验将分为三个主要步骤：VLAN划分、网关配置和MSTP配置。
VLAN划分说明
首先需要在各交换机上创建并配置VLAN，为后续的MSTP配置做准备。LSW1主要负责VLAN2的接入，LSW2主要负责VLAN3的接入，而LSW3和LSW4则需要配置为中继模式以传输多个VLAN的流量。

shell

# 创建VLAN 2
vlan 2

# 创建名为2的端口组（批量配置端口）
port-group 2
# 将eth0/0/1和eth0/0/2加入到组
group-member eth0/0/1 to eth0/0/2

# 接下来的配置对该组所有端口都生效
port link-type access  # 设置为接入模式
port default vlan 2    # 加入VLAN 2
quit

shell

# 配置上行链路端口为Trunk模式
port-group up
group-member eth0/0/3 to eth0/0/4
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 2     # 允许VLAN 2通过
技巧
使用端口组(port-group)可以同时配置多个端口，提高配置效率。

配置完成后，查看 VLAN 如下：

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shell

# 创建VLAN 3
vlan 3
# 配置接入端口
interface eth0/0/1
port link-type access  # 设置为接入模式
port default vlan 3    # 加入VLAN 3
quit

shell

# 配置上行链路端口为Trunk模式
port-group up
group-member eth0/0/2 to eth0/0/3
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 3     # 允许VLAN 3通过

FEVJAS

shell

# 批量创建VLAN 2和3
vlan batch 2 3

# 配置连接LSW1的接口
interface g0/0/1
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 2     # 允许VLAN 2通过
quit

# 配置连接LSW2的接口
interface g0/0/2
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 3     # 允许VLAN 3通过
quit

shell

# 批量创建VLAN 2和3
vlan batch 2 3

# 配置连接LSW1的接口
interface g0/0/1
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 2     # 允许VLAN 2通过
quit

# 配置连接LSW2的接口
interface g0/0/2
port link-type trunk              # 设置为Trunk模式
port trunk allow-pass vlan 3     # 允许VLAN 3通过
quit
网关冗余
该步骤配置两个三层交换机的 vlanif 接口的 IP 地址，并配置虚拟路由冗余协议(VRRP)实现网关冗余。VRRP允许多台设备共享同一个虚拟IP地址，当主设备故障时，备用设备可以自动接管，保证网络的连续性。

VRRP 分组规划如下：

  • VRID 2 共享 IP 192.168.2.254（VLAN2的网关）
    • LSW3 vlanif2 优先级120（Master，主要负责VLAN2流量）
    • LSW4 vlanif2 优先级100（Backup，作为VLAN2的备份网关）
  • VRID 3 共享IP 192.168.3.254（VLAN3的网关）
    • LSW3 vlanif3 优先级100（Backup，作为VLAN3的备份网关）
    • LSW4 vlanif3 优先级120（Master，主要负责VLAN3流量）
负载均衡策略
通过这样的配置，我们实现了网关级别的负载均衡：LSW3主要处理VLAN2的流量，LSW4主要处理VLAN3的流量。这种设计既提高了网络的可用性，又充分利用了两台设备的资源。

shell

# 配置VLAN2接口
int vlanif2
ip address 192.168.2.3 24                # 配置接口IP地址
vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254     # 配置VRRP虚拟IP
vrrp vrid 2 priority 120                 # 设置较高优先级，成为Master
quit

# 配置VLAN3接口
int vlanif3
ip address 192.168.3.3 24                # 配置接口IP地址
vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.254     # 配置VRRP虚拟IP
vrrp vrid 3 priority 100                 # 默认优先级，作为Backup
quit

shell

# 配置VLAN2接口
int vlanif2
ip address 192.168.2.4 24                # 配置接口IP地址
vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254     # 配置VRRP虚拟IP
vrrp vrid 2 priority 100                 # 默认优先级，作为Backup
quit

# 配置VLAN3接口
int vlanif3
ip address 192.168.3.4 24                # 配置接口IP地址
vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.254     # 配置VRRP虚拟IP
vrrp vrid 3 priority 120                 # 设置较高优先级，成为Master
quit
MSTP配置说明
在完成VLAN划分和网关配置后，我们需要配置MSTP来实现不同VLAN的流量走不同的物理路径。MSTP通过将VLAN映射到不同的生成树实例，使网络能够同时维护多个生成树拓扑，从而实现更高效的负载均衡。
MSTP配置思路

本实验中，我们将创建两个MSTP实例：

  • 实例1：管理VLAN2的流量，LSW3作为根桥
  • 实例2：管理VLAN3的流量，LSW4作为根桥

这样，VLAN2的流量将优先通过LSW3转发，VLAN3的流量将优先通过LSW4转发，实现了流量的负载均衡。

shell

# 配置MSTP
stp enable                      # 启用生成树协议
stp mode mstp                   # 设置生成树模式为MSTP
stp region-configuration        # 进入区域配置
 region-name CAMPUS             # 设置区域名称
 instance 1 vlan 2              # 将VLAN2映射到实例1
 instance 2 vlan 3              # 将VLAN3映射到实例2
 active region-configuration    # 激活区域配置

shell

# 配置MSTP
stp enable                      # 启用生成树协议
stp mode mstp                   # 设置生成树模式为MSTP
stp region-configuration        # 进入区域配置
 region-name CAMPUS             # 设置区域名称
 instance 1 vlan 2              # 将VLAN2映射到实例1
 instance 2 vlan 3              # 将VLAN3映射到实例2
 active region-configuration    # 激活区域配置
警告
所有交换机的MSTP区域配置（区域名称、实例到VLAN的映射关系）必须完全相同，否则会被视为不同的MSTP区域，影响生成树的计算。

shell

# 配置MSTP，实例1(VLAN2)为主根桥，实例2(VLAN3)为备份
stp enable                      # 启用生成树协议
stp mode mstp                   # 设置生成树模式为MSTP
stp region-configuration        # 进入区域配置
 region-name CAMPUS             # 设置区域名称
 instance 1 vlan 2              # 将VLAN2映射到实例1
 instance 2 vlan 3              # 将VLAN3映射到实例2
 active region-configuration    # 激活区域配置
 
# 配置优先级
stp instance 1 priority 4096    # 为实例1设置较低的优先级值（数值越小优先级越高）
stp instance 2 priority 8192    # 为实例2设置较高的优先级值（作为备份）

shell

# 配置MSTP，实例1(VLAN2)为备份，实例2(VLAN3)为主根桥
stp enable                      # 启用生成树协议
stp mode mstp                   # 设置生成树模式为MSTP
stp region-configuration        # 进入区域配置
 region-name CAMPUS             # 设置区域名称
 instance 1 vlan 2              # 将VLAN2映射到实例1
 instance 2 vlan 3              # 将VLAN3映射到实例2
 active region-configuration    # 激活区域配置
 
# 配置优先级
stp instance 1 priority 8192    # 为实例1设置较高的优先级值（作为备份）
stp instance 2 priority 4096    # 为实例2设置较低的优先级值（数值越小优先级越高）
配置完成

完成以上配置后，我们已经成功实现了基于MSTP的网络负载均衡方案：

  1. VLAN2的流量主要通过LSW3转发（LSW3是VLAN2的主根桥和主网关）
  2. VLAN3的流量主要通过LSW4转发（LSW4是VLAN3的主根桥和主网关）
  3. 当任一设备故障时，另一设备可以接管所有流量，保证网络的高可用性

这种设计充分利用了网络资源，避免了传统STP中只有一条活动路径的限制。

验证方法

可以通过以下命令验证MSTP配置：

shell

display stp brief              # 查看生成树概要信息
display stp instance 1 brief    # 查看实例1的生成树信息
display stp instance 2 brief    # 查看实例2的生成树信息
display vrrp brief             # 查看VRRP状态

正确配置后，应该能看到LSW3是实例1的根桥，LSW4是实例2的根桥。

相关内容

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更新于 2025-05-18
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