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网络基础15-16：MSTP +VRRP综合实验

news 2025/7/23 7:52:50

MSTP 、VRRP综合实验，MSTP涵盖根桥选举、边缘端口、BPDU 保护、根保护、TC 保护 等功能验证。

一、实验拓扑与设备规划

核心层：LSW1（VLAN10 根桥、VLAN20 备份根）、LSW2（VLAN20 根桥、VLAN10 备份根）。
接入层：LSW3（连 PC1、PC2）、LSW4（连 PC3、PC4）、LSW5（连 PC5、PC6）。
测试设备：LSW6（测试 BPDU 保护）、LSW7（测试根保护）、LSW5开启TC保护。

二、基础网络配置（VLAN、接口模式）

1. 核心交换机（LSW1、LSW2)

# LSW1配置 (LSW2的优先级改变)
system-view
vlan batch 10 20
port-group group-member GigabitEthernet 0/0/1 to GigabitEthernet 0/0/4  #简写p g g0/0/1 to g0/0/4
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan all

2. 接入交换机（LSW3、LSW4、LSW5）

# LSW3配置（连PC1、PC2；PC1→VLAN10，PC2→VLAN20）
system-view
vlan batch 10 20
interface Ethernet 0/0/3  
port link-type access
port default vlan 10
interface Ethernet 0/0/4
port link-type access
port default vlan 10
quit
port-group group-member Ethernet 0/0/1 Ethernet 0/0/2    #简写p g e0/0/1 e0/0/2
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan all

三、MSTP 核心配置（多实例与根桥选举）

1. 核心交换机（LSW1、LSW2）

# LSW1：Instance10（VLAN10）根桥，Instance20（VLAN20）备份根
stp enable
stp mode mstp
stp region-configurationregion-name A        # 区域名统一为Aregion-level 2       # 区域级别2instance 10 vlan 10  # 实例10映射VLAN10instance 20 vlan 20  # 实例20映射VLAN20active region-configuration  # 激活配置
quit
stp instance 10 priority 4096  # 实例10优先级（最小，成为根）
stp instance 20 priority 8192  # 实例20优先级（大于LSW2的4096，成为备份）
stp instance 0 priority 4096   # 实例0（默认）优先级，成为根# LSW2：Instance20（VLAN20）根桥，Instance10（VLAN10）备份根
stp enable
stp mode mstp
stp region-configurationregion-name Aregion-level 2instance 10 vlan 10instance 20 vlan 20active region-configuration
quit
stp instance 10 priority 8192  # 实例10备份根
stp instance 20 priority 4096  # 实例20根桥
stp instance 0 priority 8192   # 实例0备份根

2. 接入交换机（LSW3、LSW4、LSW5）

stp enable
stp mode mstp
stp region-configurationregion-name Aregion-level 2instance 10 vlan 10instance 20 vlan 20active region-configuration
quit
# 实例优先级默认，由核心自动选举根桥

验证 1：根桥与链路状态

在 LSW3 上执行：display stp brief

MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE  # 确认Instance0根桥为LSW10    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE0    Ethernet0/0/3               DESI  FORWARDING      BPDU0    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU10    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE  # 确认Instance10根桥为LSW10    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE10    Ethernet0/0/3               DESI  FORWARDING      BPDU20    Ethernet0/0/1               ALTE  DISCARDING      NONE20    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE  # 确认Instance10根桥为LSW20    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU

观察核心间链路（如 GE0/0/1、GE0/0/4）在不同实例中 阻塞 / 转发，实现负载均衡。

四、边缘端口与 BPDU 保护（LSW3）

配置

# LSW3：将PC连接端口标记为边缘端口，启用BPDU保护
port-group group-member Ethernet 0/0/3 Ethernet 0/0/4  # 假设这两个端口连PCstp edged-port enable  # 边缘端口：跳过STP协商，直接转发
quit
stp bpdu-protection  # 启用BPDU保护：边缘端口收BPDU则关闭

验证 2：边缘端口行为

正常状态：

[Huawei]display stp brief  MSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE0    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE0    Ethernet0/0/3               DESI  FORWARDING      BPDU0    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU10    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE10    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE10    Ethernet0/0/3               DESI  FORWARDING      BPDU   #e0/0/3为指定端口20    Ethernet0/0/1               ALTE  DISCARDING      NONE20    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE20    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU   #e0/0/4为指定端口

模拟攻击：LSW6 连 LSW3 的 E0/0/3

连接后，LSW3 的 E0/0/3 因收 BPDU 触发保护：Ethernet0/0/3 接口消失了（关闭了）

[Huawei]display stp briefMSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE0    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE0    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU10    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE10    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE20    Ethernet0/0/1               ALTE  DISCARDING      NONE20    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE20    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      BPDU

恢复：

interface Ethernet 0/0/3undo stp bpdu-protection

五、根保护（LSW4 的 E0/0/3 接口，连 LSW7）

# LSW4：对连接下游的端口启用根保护
interface Ethernet 0/0/3stp root-protection  # 防止下游设备抢占根桥
quit# LSW7：模拟恶意根桥（优先级更低，试图抢占）
system-view
stp enable
stp mode mstp
stp instance 10 priority 0  # 优先级0（比LSW1的4096小）

验证 3：根保护生效

连接 LSW7 与 LSW4 的 E0/0/3 后，在 LSW4 上执行：

<Huawei>display stp briefMSTID  Port                        Role  STP State     Protection0    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE0    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE0    Ethernet0/0/3               DESI  DISCARDING      ROOT0    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      NONE10    Ethernet0/0/1               ROOT  FORWARDING      NONE  # 根桥仍为LSW1（未被抢占）10    Ethernet0/0/2               ALTE  DISCARDING      NONE10    Ethernet0/0/3               DESI  DISCARDING      ROOT # Ethernet0/0/3状态变为DISCARDING（拒绝更优BPDU）20    Ethernet0/0/1               ALTE  DISCARDING      NONE20    Ethernet0/0/2               ROOT  FORWARDING      NONE20    Ethernet0/0/4               DESI  FORWARDING      NONE

恢复：移除 LSW7，E0/0/3 自动恢复 FORWARDING。

六、TC 保护（LSW5）

配置

# LSW5：限制TC报文频率，防止MAC表频繁刷新
stp tc-protection threshold 5  # TC报文阈值设为5，超过后抑制

验证 4：TC 保护

模拟攻击：通过工具（或频繁插拔链路）向 LSW5 发送大量 TC BPDU。

查看状态：

display stp tc-protection  # 查看阈值配置
display stp statistics     # 观察TC报文计数，超过5后触发抑制

攻击停止后，TC 计数回落，保护自动解除。

七、VRRP 配置

1.、VRRP 设计逻辑

VLAN10：LSW1 作为 MSTP 根桥，同时担任 VRRP 主网关（优先级 110），LSW2 为备用。
VLAN20：LSW2 作为 MSTP 根桥，同时担任 VRRP 主网关（优先级 110），LSW1 为备用。
虚拟 IP：192.168.10.1（VLAN10）、192.168.20.1（VLAN20），与主机网关一致。

2.、LSW1（核心交换机 1）配置

system-view
sysname LSW1# ========== 先完成MSTP配置（参考之前“三”） ========== ## ---------- VLAN10 三层接口（主网关） ---------- #
interface Vlanif10ip address 192.168.10.4 255.255.255.0  # 物理IP（唯一，与LSW2的192.168.10.5区分）vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.1    # 虚拟IP，主机默认网关vrrp vrid 10 priority 110               # 优先级高于备用（默认100），成为主网关vrrp vrid 10 preempt-mode               # 默认开启抢占，恢复后夺回主角色
quit# ---------- VLAN20 三层接口（备网关） ---------- #
interface Vlanif20ip address 192.168.20.4 255.255.255.0  # 物理IPvrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.1    # 虚拟IP# 优先级默认100，LSW2的VLAN20优先级110，故此处为备用
quit

3、LSW2（核心交换机 2）配置

system-view
sysname LSW2# ========== 先完成MSTP配置（参考之前“三”） ========== ## ---------- VLAN10 三层接口（备网关） ---------- #
interface Vlanif10ip address 192.168.10.5 255.255.255.0  # 物理IPvrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.1    # 与LSW1一致的虚拟IP# 优先级默认100，LSW1的VLAN10优先级110，故此处为备用
quit# ---------- VLAN20 三层接口（主网关） ---------- #
interface Vlanif20ip address 192.168.20.5 255.255.255.0  # 物理IPvrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.1    # 虚拟IPvrrp vrid 20 priority 110               # 优先级高于备用（LSW1的100），成为主网关vrrp vrid 20 preempt-mode               # 开启抢占
quit

4、关键验证步骤

（1）查看 VRRP 状态

LSW1 上：

# Vlanif10 → VRID 10 → Master（优先级110）
# Vlanif20 → VRID 20 → Backup（优先级100）[Huawei-Vlanif10]display vrrp brief
VRID  State        Interface                Type     Virtual IP     
----------------------------------------------------------------
10    Master       Vlanif10                 Normal   192.168.10.1   
20    Backup       Vlanif20                 Normal   192.168.20.1   
----------------------------------------------------------------
Total:2     Master:1     Backup:1     Non-active:0

LSW2 上：

# Vlanif10 → VRID 10 → Backup（优先级100）
# Vlanif20 → VRID 20 → Master（优先级110）[Huawei]dis vrrp brief
VRID  State        Interface                Type     Virtual IP     
----------------------------------------------------------------
10    Backup       Vlanif10                 Normal   192.168.10.1   
20    Master       Vlanif20                 Normal   192.168.20.1   
----------------------------------------------------------------
Total:2     Master:1     Backup:1     Non-active:0

（2）故障切换测试

模拟 LSW1 故障（断开 g0/0/1接口）：

LSW1: 
int vlan 10
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 track interface g0/0/1 reduced 11  #track interface 多接口跟踪, reduced 11 断开优先级减11
[Huawei-Vlanif10]quit
[Huawei]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]shutdown

验证

LSW1: 
<Huawei>display vrrp brief
VRID  State        Interface                Type     Virtual IP     
----------------------------------------------------------------
10    Backup       Vlanif10                 Normal   192.168.10.1   
20    Backup       Vlanif20                 Normal   192.168.20.1   
----------------------------------------------------------------
Total:2     Master:0     Backup:2     Non-active:0     LSW2: 
<Huawei>display vrrp brief
VRID  State        Interface                Type     Virtual IP     
----------------------------------------------------------------
10    Master       Vlanif10                 Normal   192.168.10.1   
20    Master       Vlanif20                 Normal   192.168.20.1   
----------------------------------------------------------------
Total:2     Master:2     Backup:0     Non-active:0

reduced 值的选择：需确保 优先级 - reduced 后 低于 Backup 设备，否则无法触发切换。在 LSW2 上观察：Vlanif10 的 VRRP 状态切换为 Master，PC1（VLAN10）仍可 ping 通 192.168.10.1。

抢占模式：若不希望频繁抢占（如避免流量瞬断），可配置 vrrp vrid 10 preempt-mode timer delay 5（延迟 5 秒抢占）。

恢复 LSW1：
```
LSW1: interface Vlanif10undo shutdown
```
LSW1 的 Vlanif10 因 抢占模式 重新成为 Master，业务无中断。

（3）联动 MSTP 验证

断开 LSW1 与 LSW2 的物理链路（如 GE0/0/1），MSTP 会重新计算拓扑，阻塞备用链路；
同时 VRRP 会根据 接口状态 或 BFD 联动（若配置）快速切换，确保网关冗余与二层拓扑一致。

5、扩展优化（可选）

（1）BFD 与 VRRP 联动

为加速故障检测（默认 VRRP 心跳 2 秒，可通过 BFD 压缩到毫秒级）：

# LSW1 Vlanif10示例：
interface Vlanif10vrrp vrid 10 bfd enable  # 启用BFD联动vrrp vrid 10 bfd session-name lsw1-lsw2  # BFD会话名
quit# LSW2 对称配置，实现双向检测

（2） _track 接口状态

监控物理链路状态，链路故障时自动降低 VRRP 优先级：

# LSW1 Vlanif10：若GE0/0/2（连LSW3）故障，VRRP优先级降为90
interface Vlanif10vrrp vrid 10 track interface GigabitEthernet 0/0/2 reduced 20  # 优先级减20
quit

核心价值

MSTP+VRRP 联动：二层根桥与三层网关角色对齐，减少跨设备转发，提升效率。
双活冗余：VLAN10 和 VLAN20 的主网关分别由 LSW1、LSW2 承担，实现负载均衡。
快速收敛：通过 BFD 或 Track 机制，故障切换时间压缩至百毫秒级，保障业务连续性。

以上配置完整覆盖 二层冗余（MSTP）+ 三层冗余（VRRP），适配园区网核心层高可用设计。

关键命令速查

功能	命令示例
MSTP 区域配置	`stp region-configuration`
实例映射	`instance 10 vlan 10`
根桥优先级	`stp instance 10 priority 4096`
边缘端口	`stp edged-port enable`
BPDU 保护	`stp bpdu-protection`
根保护	`stp root-protection`（接口下）
TC 保护	`stp tc-protection threshold 5`
状态验证	`display stp brief`、`display stp instance X brief`