Корпоративные сети →Протоколы и стандарты

Протокол Spanning Tree – самое важное

Предотвращаем петли

Ноябрь 07, 2015 Мерион Нетворкс

3 минуты чтения

Протокол Spanning Tree (STP) обеспечивает отсутствие петель в топологии любой сети. Помимо предотвращения петель, STP изолирует угрозу от широковещательного шторма в сетях на втором уровне модели OSI (L2). Разберемся в терминах:

Обучайся в Merion Academy

Пройди курс по
сетевым технологиям

Начать

Какие бывают порты?

Можно смело выделить 3 вида портов в рамках протокола Spanning Tree. А именно:

1. Корневой порт (root port)
2. Выделенный порт (designated port)
3. Блокированный (альтернативный порт)

Статусы портов

Порт коммутатора может находиться в различных статусах, в зависимости от результата сходимости Spanning Tree:

• Блокирован - как видно из названия, данный порт находится в статусе блокировки. Это означает, что порт не участвует в приеме и пересылке фреймов. Все BPDU сообщения от соседних коммутаторов исключаются.

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) это фреймы, необходимые для обмена сообщениями между коммутаторами для выбора корневого (root) устройства в рамках механизма протокола STP (Spanning Tree Protocol).

• Слушает – коммутатор все еще не участвует в процессе передачи фреймов с данными, но получает и отправляет сообщения BPDU.
• Учится – в данном состоянии порт начинает фиксировать MAC – адреса устройств.
• Пересылка – в состоянии пересылки, коммутатор может отправлять и принимать фреймы BPDU параллельно с заполнением таблицы MAC - адресов.
• Выключен – порт выключен администратором.

Этапы протокола STP

1. Выбор «корневого» (root) коммутатора.
2. Выбор «корневого» (root) порта.
3. Назначение «выделенного» (designated) порта.
4. Блокировка остальных портов в рамках алгоритма STP.

Выбор корневого коммутатора

Коммутатор с наименьшим идентификатором (ID) выбирается как корневое устройство. Идентификатор коммутатора (switch ID) состоит из следующих компонентов: .

1. Номер приоритета .
2. MAC – адрес коммутатора

Например: 24577.00:00:00:00:00:01 / Приоритет. MAC – адрес

В процессе выбора корневого коммутатора, первым делом сравнивается приоритет. Если у двух коммутаторов одинаковых приоритет, то выбор базируется на MAC – адресе устройства.

Выбор корневого порта

Корневой порт выбирается на основании наименьшей «стоимости» пути к корневому коммутатору. Стоимость пути выражается из стоимости линков, ведущих к корневому коммутатору.

Важно отметить:

1. Корневые порты назначаются только на не корневых коммутаторах.
2. Один не корневой коммутатор может иметь только один корневой порт.

Выбор назначенного порта

Порт коммутатора, который имеет кратчайший путь к корневому коммутатору - называется «назначенным».

1. Каждый сегмент (путь) имеет свой назначенный порт.
2. Назначенные порты определяются на всех коммутаторах (корневых и нет).

Если два порта имеют одинаковую стоимость, сначала учитывается идентификатор устройства (Bridge ID), а затем идентификатор порта (Port ID).

Все остальные порты переходят в альтернативный статус и блокируются.

Пример

До запуска алгоритма Spanning Tree:

Выбор портов

Финальная топология