思科模拟器 RSTP 协议配置教程

一、教程概述

本教程通过思科 Packet Tracer 模拟器演示快速生成树协议（RSTP）配置，核心目标是：① 解决局域网环路问题；② 不依赖默认 VLAN 1，通过创建 VLAN 10 培养灵活配置思维（避免初学者固化依赖默认配置），同时为后续扩展实验（如多 VLAN RSTP、VLAN 间通信）奠定基础。适用人群：网络技术初学者、思科认证备考者（CCNA 级别）、需要掌握二层网络环路防护的运维人员。

二、实验环境准备

1. 设备清单

2. 网络拓扑结构

三、详细配置步骤

1. 交换机1 配置（RSTP 根桥主设备）

# 1. 进入特权模式→全局配置模式，重命名交换机（便于区分）

Switch> enable

Switch# configure terminal

Switch(config)# hostname SW1

# 2. 创建VLAN 10（核心：不依赖默认VLAN 1，培养灵活配置习惯）

SW1(config)# vlan 10

SW1(config-vlan)# exit

# 3. 配置互联端口（Fa0/1连SW2、Fa0/2连SW3）

SW1(config)# interface range FastEthernet 0/1 - 2

SW1(config-if-range)# switchport mode access  # 设为Access模式（二层设备互联）

SW1(config-if-range)# switchport access vlan 10  # 划入VLAN 10

SW1(config-if-range)# exit

# 4. 配置为VLAN 10的RSTP主根桥（优先级自动调整为24586）

SW1(config)# spanning-tree vlan 10 root primary

SW1(config)# exit

2. 交换机 2 配置（RSTP 根桥备用设备）

# 1. 进入特权模式→全局配置模式，重命名

Switch> enable

Switch# configure terminal

Switch(config)# hostname SW2

# 2. 创建VLAN 10，划分互联端口

SW2(config)# vlan 10

SW2(config-vlan)# exit

SW2(config)# interface FastEthernet 0/1  # 仅需配置连SW1的端口

SW2(config-if)# switchport mode access

SW2(config-if)# switchport access vlan 10

SW2(config-if)# exit

# 3. 配置为VLAN 10的备用根桥（优先级自动调整为28682）

SW2(config)# spanning-tree vlan 10 root secondary

SW2(config)# exit

3. 交换机 3 配置（接入层，连终端）

# 1. 进入特权模式→全局配置模式，重命名

Switch> enable

Switch# configure terminal

Switch(config)# hostname SW3

# 2. 创建VLAN 10，划分端口（Fa0/2连SW1、Fa0/3连PC）

SW3(config)# vlan 10

SW3(config-vlan)# exit

SW3(config)# interface range FastEthernet 0/2 - 3

SW3(config-if-range)# switchport mode access

SW3(config-if-range)# switchport access vlan 10

SW3(config-if-range)# exit

# 3. 配置PC端口（Fa0/3）：PortFast加速接入，BPDU Guard防环路

SW3(config)# interface FastEthernet 0/3

SW3(config-if)# spanning-tree portfast

SW3(config-if)# spanning-tree bpduguard enable

SW3(config-if)# exit

四、配置验证

SW3# show spanning-tree

核心解读

（1）接口 Fa0/1：Role（角色）= Root，Sts（状态）= FWD

• Role=Root（根端口）：根端口是交换机上 “离主根桥（SW1）最近” 的端口，负责接收根桥发送的 BPDU（生成树协议数据单元），并转发全网的生成树信息。原文中Root ID - Port 1 (FastEthernet0/1)明确标注：SW3 的 Fa0/1 是连接主根桥（SW1）的 “最优路径端口”，因此被选举为根端口。
• Sts=FWD（转发状态）：转发状态是 RSTP 的正常工作状态，该端口可同时转发数据帧和 BPDU。对应拓扑：Fa0/1 直接连接 SW1 的 Fa0/1，是 SW3 与主根桥通信的 “主链路”，因此需保持转发，确保 PC 通过 SW3→SW1 的链路正常传输数据。
• 关联配置：因 SW1 已配置为spanning-tree vlan 10 root primary（优先级 24586），SW3（优先级 32778）会自动识别 Fa0/1 为最优根端口，无需额外手动指定。

（2）接口 Fa0/2：Role（角色）= Altn，Sts（状态）= BLK

• Role=Altn（替代端口）：替代端口是根端口的 “备份端口”，当根端口（Fa0/1）故障时，替代端口会快速切换为新的根端口，实现 RSTP 的 “快速收敛”。原文中 Fa0/2 同样连接主根桥 SW1（Fa0/2），但因路径成本（均为 19）与 Fa0/1 相同，且端口编号（Fa0/2）大于 Fa0/1，因此被选为 “替代端口”（而非根端口）。
• Sts=BLK（阻塞状态）：阻塞状态是 RSTP 的 “防环路核心状态”，该端口仅接收 BPDU（监测根端口状态），不转发数据帧，避免 SW3 的 Fa0/1、Fa0/2 同时连接 SW1 形成 “SW3-SW1-SW3” 的二层环路。对应拓扑：SW3 通过 Fa0/1、Fa0/2 双链路连 SW1，BLK 状态让其中一条链路 “备用”，既保证冗余，又杜绝环路。
• 关联配置：无需手动配置替代端口，RSTP 会根据 “根桥优先级、路径成本、端口编号” 自动选举，原文 BLK 状态证明防环路机制已生效。

（3）接口 Fa0/3：Role（角色）= Desg，Sts（状态）= FWD

• Role=Desg（指定端口）：指定端口是 “连接下游设备（如 PC、其他交换机）且负责发送 BPDU” 的端口，在接入层交换机中，连接终端的端口默认被选举为指定端口（因下游无其他生成树设备）。原文中 Fa0/3 连接 PC（终端设备），无其他交换机接入，因此被选为指定端口，负责向 PC 转发数据和 BPDU。
• Sts=FWD（转发状态）：该端口需转发 PC 与交换机之间的所有数据帧（如 PC 发送的 ping 包、交换机转发的其他数据），FWD 状态确保 PC 能正常接入 VLAN 10 网络。对应配置：因之前已执行spanning-tree portfast，该端口跳过了 RSTP 的 “监听（Listening）”“学习（Learning）” 阶段，直接进入 FWD 状态，避免 PC 接入时的网络延迟（PortFast 的核心作用）。
• 关联配置：结合spanning-tree bpduguard enable，若该端口意外接入其他交换机（收到 BPDU），会立即从 FWD 转为 “err-disabled” 状态，进一步强化防环路效果（原文后续show running-config可验证此配置）。

3. 验证 BPDU Guard 配置生效

SW3# show running-config

若输出包含以下 3 条配置，说明 BPDU Guard+PortFast 已生效：

五、关键注意事项

1.3 个接口状态的逻辑关联：Fa0/1（Root-FWD）负责 “主链路通信”，Fa0/2（Altn-BLK）负责 “冗余备份 + 防环路”，Fa0/3（Desg-FWD）负责 “终端接入”，三者共同构成 SW3 在 VLAN 10 中的 RSTP 工作逻辑，缺一不可。

2.创建 VLAN 10 的核心价值：若依赖默认 VLAN 1，初学者易忽略 “每个 VLAN 独立生成树” 的特性；而通过 VLAN 10 的 3 个接口状态解读，能直观看到：不同 VLAN 的接口角色、状态完全独立，这是实际业务中 “按部门 / 业务划分 VLAN” 的基础。

3.PortFast 的适用限制：仅能在 Fa0/3 这类 “连接终端的端口” 配置 PortFast，若在 Fa0/1（根端口）或 Fa0/2（替代端口）配置，会跳过 RSTP 检测，直接导致环路

六、故障排查建议

• 若 Fa0/1 未成为 Root 端口：检查 SW1 是否执行spanning-tree vlan 10 root primary，或 SW3 与 SW1 的 Fa0/1 物理连接是否断开（可通过show ip interface brief查看端口是否 Up）。
• 若 Fa0/2 未处于 BLK 状态：确认 SW3 的 Fa0/2 是否划入 VLAN 10（执行show vlan brief），或主根桥优先级是否配置正确（需确保 SW1 优先级＜SW3 优先级）。
• 若 Fa0/3 无法 FWD：检查是否配置spanning-tree portfast，或 PC 的 IP 是否在同网段（可通过 PC 的 “Command Prompt” 验证同网段连通性）。