ccna exploration lan switching and wireless

CCNA Exploration CCNA Exploration LAN Switching and LAN Switching and

WirelessWireless

Тема Тема 55

Spanning Tree Protocol Spanning Tree Protocol ((SSTP)TP)

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]

Излишества в топологията – предимства


Излишества при йерархична архитектура


Проблеми породени от излишества

ЗациклянеBroadcast StormДублиране на Unicast фреймове


Зацикляне


Broadcast Storms

Broadcast пакетите се мултиплицират във всеки суич докато не заемат целия капацитет.


Дублиране на Unicast фреймове

Крайното устройство получава един фрейм 2 пъти.


Дублирани пътища поради грешкаДублирани пътища поради грешка

Свързване на два суича с 2 кабела.

! Понякога такова свързване се конфигурира нарочно (EtherChannel), но суичовете гледат на него като на една връзка.

Свързване на суич от Access нивото към два суича от Distribution нивото.


Неправилно свързани потребителски хъбове


Spanning Tree алгоритъм (STA)


Блокиране на резервните пътища


STP обменя съобщения (BPDU) всеки 2 sВсяко BPDU носи МАС адрес на изпращача и

идентификатор на приоритета - BID (bridge ID). Колкото по-малко BID, толкова по-висок приоритет.

Избира се главен суич - root bridge (най-малко BID).

STA изчислява най-късия път до root bridge и маркира порта като root port.


Състояния на портовете:

Root ports – портовете, най-близо до root bridge;

Designated ports – всички портове, които не са root, но препращат трафик;

Non-designated ports – всички портове, които са в блокирано състояние (резервен път);

Disabled Port – административно забранен.


Избор на root bridge

При стартиране всеки суич счита себе си за root. Изпраща BPDU с BID за root bridge – собственото си BID.

Всеки суич сравнява получените от съседите си BID за root bridge със собствената си настройка. Ако полученото BID е по-малко, то той го записва като ID на root bridge.


Избор на root bridge


Избор на най-добър път към root bridge

Отчита се тежестта на пътя (функция на капацитета на връзката)

Сумират се тежестите на всички връзки от суича до root bridge.

Избира се пътя с най-малка тежест.


Тежест на пътя

Тежестта се конфигурира ръчна за всеки порт.

S1(config-if)#spanning-tree cost value Пример

S1(config-if)#spanning-tree cost 25


Проверка на конфигурацията

S1()# show spanning-tree S1()# show spanning-tree detail


Структура на BPDU


Структура на BID


Структура на BIDBridge Priority

Настройва се от администратора По-малката стойност – по-висок приоритет Число чежду 1 и 65536 Подразбираща се стойност за Cisco суичовете - 32768

Extended System ID В по-новите системи = VLAN 12 бита => Bridge Priority е кратно на 4096

MAC Address Когато приоритета е по подразбиране (равен за всички),

избора на root bridge става на базата на МАС адреса.


Конфигуриране на BIDМетод 1

Главния суич се конфигурира с командатаS1(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primary Получава BID=24576 (6*4096) Резервния главен суич се конфигурира с командатаS1(config)#spanning-tree vlan vlan-id root

secondaryПолучава BID=28672 (7*4096) Всички останали – по подразбиране default 32768

Метод 2 Конфигуриране на конкретна стойност за приоритетаS1(config)# spanning-tree vlan vlan-id priority value value =X*4086 (X=0÷65536).

S1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 24576 П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]

Преглед


Портове - роли


Приоритети на портове

Когато се открият 2 порта с еднаква тежест на пътя до root bridge се избира този, с по-нисък приоритет или по-малко ID.

Конфигуриране на приоритетS1(config-if)#spanning-tree port-priority value value = 0 ÷ 240 (през 16);

по подразбиране = 128ID на порта се определя от името му НапримерF0/1и приоритет по подразбиране -> 128.1F0/2и приоритет по подразбиране -> 128.2


Проверка на роли и приоритети на портове


Състояния на портоветеBlocking – не приема данни; получава и

препраща BPDU; определя root bridge (root ID) ; определя бъдещите роли на всички портове.

Listening – получава и изпраща изпраща BPDU; информира, че е готов да се включи в обмена на данни.

Learning – прослушва фреймовете с данни и си попълва МАС таблицата; не предава данни.

Forwarding – обмена фреамове с данни и BPDU.

Disabled – административно забранен.П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]

BPDU таймери

Hello time – период на изпращане на BPDU (1÷10s) по подразбиране 2s.

Forward delay – време за преминаване от Listening към Learning режим (4÷30s) по подразбиране 15s.

Maximum age – максималното време за съхранение на BPDU информацията (6÷40s) по подразбиране 20s.


BPDU таймери

Switch diameter – броя суичове през които трябва да премине фрейм, който се придвижда между 2 най-отдалечени точки в мрежата. Максимум – 7.

Convergence – времето, необходимо на суича да възстанови своите STP настройки и своята работоспособност след рестартиране.


Конфигуриране на мрежов диаметър (network diameter)

S1(config)#spanning-tree vlan vlan id root primary diameter value

ПримерS1(config)#spanning-tree vlan vlan id root

primary diameter 5


Конфигуриране на бърз порт (FastPort)

FastPort – Access порт, който се конфигурира да преминава директно в режим Forward, без да изчаква настройката на STP.

Само за портове, към които е включен сървер или 1 компютър.

Настройки:S1(config-if)#spanning-tree portfast


STP Convergence


Стъпки

1. Избор на root bridge2. Избор на root ports3. Определяне на designated и non-

designated портове


Избор на root bridge - проверка


Избор на root ports


Определяне на designated и non-designated портове

Root bridge абявява всичките си портове за designated.

За всички отанали суичове: Ако отсрещния суич има по-високо BID, то порта

към него се настройва като designated, в противен случай – non-designated.


Проверка на DP и Non-DP


Уведомяване за промени

Когато настъпи промяната суича, който я е открил изпраща съобщение по своя root port - topology change notification (TCN) BPDU.

Следващият по веригата суич го уведомява, че е получил съобщението (topology change acknowledgement (TCA)) и на свой ред изпраща TCN съобщение по своя root port.

Root bridge изпраща topology change (TC) съобщения да всички суичове в мрежата (broadcast).


Уведомяване за промени


STP варианти


Разработка на Cisco

Per-VLAN spanning tree protocol (PVST) Cisco proprietary ISL trunking protocol Всеки VLAN – отделна мрежа За всяка мрежа – отделен STP Load balance – няма зацикляне Допълнителни екстри: BackboneFast, UplinkFast, and

PortFast.Per-VLAN spanning tree protocol plus (PVST+)

Като PVST, но за IEEE 802.1Q trunking. Не се поддържа от не-cisco устройства PortFast -> BPDU guard и root guard.

Rapid per-VLAN spanning tree protocol (rapid PVST+) IEEE 802.1w trunking По-бърза конвергенция BackboneFast, UplinkFast, and PortFast.П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]

IEEE стандарти

Rapid spanning tree protocol (RSTP) 802.1D BackboneFast, UplinkFast и PortFast Бърза конвергенция при промяна на топологията

Multiple STP (MSTP) MSTP е по идея на Cisco-proprietary Multiple

Instances STP (MISTP) IEEE 802.1Q-2003 включва MSTP MSTP множество forwarding пътища за данни с

използване на load balancing.


PVST+Per-VLAN spanning tree

protocol plus


PVST+

802.1D За всеки VLAN – отделен STP


PVST+ Bridge ID


Подразбиращи се настройки


Конфигуриране на PVST+

1. Избор на главен и резервен суич за всяка мрежа

S3(config)#spanning-tree vlan 20 root primary S3(config)#spanning-tree vlan 10 root secondaryS1(config)#spanning-tree vlan 10 root primary S1(config)#spanning-tree vlan 20 root secondary


RSTP


Характеристики на RSTP

RSTP (802.1w) замества STP (802.1D) Не е съвместим с 802.1D, като UplinkFast

и BackboneFast.RSTP - същия BPDU форматкато IEEE

802.1D, същия алгоритъм за избор на главен суич.

Портовете преминават към състояние forwarding без да изчакват таймери.


RSTP BPDU

Същия формат като STPАко 3 hello интервала не постъпи BPDU –

информацията се счита остаряла.Лесно се диагностицира на кой порт е

повредата.Флагове в BPDU

0 и 7 – промяна в топологиятабпотвърждание, както в 802.1D.

1 и6 – за Proposal Agreement process (за по-бърза конвергенция).

2-5 - ролята и състоянието на порта, който изпраща BPDU.

4 и 5 – ролята на порта.П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]

Edge Ports

Edge Ports = PortFast (за връзка към крайно устройство)

Но ако пристигне по него BPDU, този порт веднага става нормален STP-порт.

Конфигуриране S1(config-if)#spanning-tree portfast


Тип на връзките

Определя предназначението на връзката: edge ports non-edge

point-to-point Shared

Типът се определя автоматично, но може и да се настрои.


Тип на връзките

Особености: Root портовете не използват link type параметър. Може

да премине в състояние forwarding веднага след като се синхронизира.

Alternate и backup портовете в повечето случай не използват link type параметър.

Designated ports портовете в повечето случай използват link type параметър. Бързо преминаване към състояние forwarding е допустимо само при point-to-point връзка.


Състояния на RSTP

портовете


Роли на RSTP портовете


Конфигуриране на Rapid-PVST+

S1(config)#spaning-tree mode rapid-pvstS1(config)#interface fa0/2S1(config-if)# spaning-tree link-type point-to-

point


Благодаря за търпението!


ccna exploration lan switching and wireless

Documents