思科交换机中的生成树协议（STP）配置是网络中防止环路的关键技术，通过逻辑阻塞冗余链路确保网络拓扑的稳定性，以下将详细介绍思科设备上STP的配置命令、参数优化及常见场景实践，涵盖基本配置、高级调优和故障排查等内容。

STP基础配置

在思科交换机上，首先需要进入全局配置模式启用STP，默认情况下， Catalyst 交换机运行的是PVST+（每 VLAN 生成树协议），即每个 VLAN 维护一个独立的生成树实例,基础配置命令如下：

Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id>  // 启用指定VLAN的STP，<vlan-id>为VLAN号或"all"表示所有VLAN

为VLAN 1启用STP：

Switch(config)# spanning-tree vlan 1

交换机角色与端口优先级调整

STP通过选举根桥（Root Bridge）、根端口（Root Port）和指定端口（Designated Port）来避免环路,管理员可通过调整优先级控制角色选举：

• 根桥配置：降低交换机的桥优先级（默认32768）,值越小越优先成为根桥：

  
  （图片来源网络，侵删）

  Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root primary   // 自动设置最优优先级（通常是4096）
  Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> root secondary // 设置次优优先级（通常是8192）

  手动设置优先级：

  Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> priority <value>  // <value>为0-61440，步长4096

• 端口优先级调整：影响指定端口选举，默认128,值越小越优先：

  Switch(config)# interface <interface-id>
  Switch(config-if)# spanning-tree vlan <vlan-id> port-priority <value>  // <value>为0-240，步长16

端口状态与STP类型

• 端口状态：默认情况下，端口经历阻塞（Blocking）、 listening（监听）、learning（学习）、forwarding（转发）四个状态，可通过命令调整端口直接进入转发状态（仅用于连接终端设备的边缘端口）：

  Switch(config-if)# spanning-tree portfast  // 启用PortFast，适用于接入层端口

  启用PortFast后，端口跳过监听和学习状态，直接从阻塞进入转发状态，但需注意：PortFast仅适用于连接终端设备（如PC、服务器）的端口,不可用于交换机间互联端口。

  
  （图片来源网络，侵删）

• STP类型切换：思科设备支持PVST+、MSTP（多生成树协议）等类型,切换为MSTP：

  Switch(config)# spanning-tree mode mst  // 全局切换为MSTP模式
  Switch(config)# spanning-tree mst configuration  // 进入MST配置模式
  Switch(config-mst)# instance <instance-id> vlan <vlan-list>  // 将VLAN映射到MST实例

STP定时器与调优

STP依赖定时器决定状态转换时间,默认定时器参数如下：

• Hello时间：2秒
• 转发延迟（Forward Delay）：15秒
• 最大老化时间（Max Age）：20秒

可通过以下命令调整：

Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> hello-time <seconds>  // 1-10秒
Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> forward-time <seconds> // 4-30秒
Switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> max-age <seconds>    // 6-40秒

BPDU防护与环路防护

为防止恶意设备发送错误BPDU导致网络拓扑变更,可启用BPDU防护：

Switch(config)# spanning-tree portfast bpduguard default  // 对所有PortFast端口启用BPDU防护

当端口收到BPDU时，会被errdisable（错误禁用）,需手动恢复或配置自动恢复：

Switch(config)# errdisable recovery cause bpduguard
Switch(config)# errdisable recovery interval <seconds>  // 设置自动恢复间隔（默认300秒）

配置示例与参数说明

以下为典型接入层交换机STP配置示例：

Switch(config)# spanning-tree vlan 1-100 root primary  // 将VLAN 1-100的根桥设为本交换机
Switch(config)# interface range gigabitethernet 0/1-24
Switch(config-if-range)# spanning-tree portfast  // 启用所有接入端口PortFast
Switch(config-if-range)# spanning-tree bpduguard enable  // 启用BPDU防护
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 priority 8192  // 将VLAN 10的优先级设为8192，作为备份根桥

关键参数说明表： | 参数 | 作用范围 | 取值范围 | 默认值 | 影响说明 | |------|----------|----------|--------|----------| | bridge priority | 全局/每VLAN | 0-61440 | 32768 | 值越小越优先成为根桥 | | port priority | 端口/每VLAN | 0-240 | 128 | 影响指定端口选举 | | hello-time | 全局/每VLAN | 1-10秒 | 2秒 | BPDU发送间隔 | | forward-time | 全局/每VLAN | 4-30秒 | 15秒 | 监听和学习状态持续时间 | | max-age | 全局/每VLAN | 6-40秒 | 20秒 | BPDU缓存有效时间 |

故障排查命令

当STP出现环路或收敛问题时,可通过以下命令诊断：

Switch# show spanning-tree vlan <vlan-id>  // 查看指定VLAN的STP状态
Switch# show spanning-tree interface <interface-id>  // 查看端口STP状态
Switch# show spanning-tree summary  // 查看所有VLAN的STP摘要
Switch# debug spanning-tree events  // 调试STP事件（谨慎使用）

相关问答FAQs

Q1: 如何确认交换机是否为根桥？
A1: 使用命令show spanning-tree vlan <vlan-id>查看输出中的"Root ID"字段，若"Root ID"中的"Bridge"字段显示为本交换机的MAC地址，则该交换机是当前VLAN的根桥。"Root Priority"应设置为管理员配置的优先级值（如4096）。

Q2: PortFast和BPDU防护有什么区别？
A2: PortFast是端口加速STP收敛的机制，使连接终端设备的端口跳过监听和学习状态，直接进入转发状态，但仅在端口未收到BPDU时生效，BPDU防护则是安全机制，当启用了PortFast的端口收到BPDU时，会将其errdisable以防止环路攻击，两者通常配合使用，PortFast负责加速收敛,BPDU防护负责安全防护。