Spanning Tree Protocol (STP) Introductie - dummies

Spanning Tree Protocol (STP) is ontwikkeld voordat switches werden gemaakt om een ​​probleem op te lossen dat zich bij netwerken had voorgedaan die netwerkbruggen implementeerden. STP heeft twee doelen: ten eerste voorkomt het problemen veroorzaakt door lussen in een netwerk. Ten tweede, wanneer redundante lussen op een netwerk worden gepland, behandelt STP de oplossing van netwerkveranderingen of -storingen.

Het verschil tussen een brug en een schakelaar is dat een schakelaar werkt als een brug met meerdere poorten; overwegende dat een brug twee tot vier poorten kan hebben, een switch op een hub lijkt en op een bedrijfsnetwerk meestal 12 tot 48 poorten heeft. Let er bij het doorlopen van dit hoofdstuk op dat STP-technologie de term -bruggen gebruikt wanneer u daadwerkelijk schakelaars plaatst (multipoortbruggen). Op het moment dat STP werd gemaakt, bestonden switches niet. Helder als modder?

STP is een Layer 2-protocol dat gegevens heen en weer doorgeeft om erachter te komen hoe de switches zijn georganiseerd in het netwerk en vervolgens alle informatie verzamelt die het verzamelt en gebruikt om een ​​logische structuur te maken. Een deel van de informatie die STP ontvangt, definieert precies hoe alle netwerkswitches met elkaar zijn verbonden.

STP bouwt deze informatie op door netwerkpakketten te verzenden die Bridge Protocol Data Units (BPDU's of soms BDU's) worden genoemd. Deze BPDU's - of liever de gegevens erin - bepalen de manier waarop STP de netwerktopologie bepaalt.

De volgende afbeelding toont een basisnetwerk met vereenvoudigde 4-cijferige MAC-adressen voor de switches. Alle schakelaars in het netwerk verzenden BPDU-frames naar het hele netwerk, zelfs als een netwerk geen lussen heeft. Deze pakketten worden standaard om de twee seconden op het netwerk verzonden, zijn erg klein en hebben geen negatieve invloed op het netwerkverkeer.

Als u echter een pakketopname in een netwerk uitvoert, moet u zich ervan bewust zijn dat deze pakketten uw scherm snel vullen en afleidend kunnen zijn bij het bekijken van uw vastgelegde gegevens. Het eerste proces voor het verzenden van BPDU-frames bepaalt welke switch de Root Bridge zal zijn en fungeert als de controller of manager voor STP op het netwerk. Standaard is de Root Bridge de schakelaar met het numeriek laagste MAC-adres.

Identificatie van root-poorten

De BPDU, die door elke switch wordt verzonden, bevat informatie over de switch en de Bridge-ID die de switch op het netwerk op unieke wijze identificeert. De Bridge-ID bestaat uit twee componenten: een configureerbare Bridge Priority-waarde (die standaard 32, 768 is) en het MAC-adres van de switch.

Als geen van de switches op uw netwerk de Bridge Priority-waarden heeft aangepast, is de switch met het laagste MAC-adres de Root Bridge; maar als de Bridge Priority-waarden in uw netwerk zijn gewijzigd, is de Root Bridge de switch met de laagste Bridge Priority-waarde. De root-brug die wordt getoond in de voorgaande afbeelding is switch 11: 11.

Nadat de Root Bridge is geïdentificeerd, bepalen alle andere switches het snelste pad van zichzelf naar de Root Bridge. Sommige switches hebben meer dan één pad naar de Root Bridge vanwege een netwerklus. In de voorgaande afbeelding heeft schakelaar 11: 22 twee paden, één die twee hops verwijderd is van de Root Bridge en één die weg springt.

Als de snelheid van de netwerktechnologie hetzelfde is voor alle netwerksegmenten, wordt het pad met het kleinste aantal hops aangewezen als de basispoort.

De switch zal identificeren welke van zijn interfaces de root-poort is. Elke netwerktechnologie heeft een nominale snelheid, dus op basis van de technologie van elk netwerksegment tussen de switch en de Root Bridge, kan de switch de kosten van elk beschikbaar pad berekenen.

De volgende tabel geeft de STP-kosten weer die zijn gekoppeld aan elke netwerktechnologiesnelheid. Merk op dat de datasnelheid omgekeerd evenredig is met de STP-kosten.

Netwerksnelheid en STP-kosten

Gegevenssnelheid	STP-kosten
4 Mbps	5, 000, 000
10 Mbps	2, 000, 000
16 Mbps < 1, 250, 000	100 Mbps
200, 000	1 Gbps
20, 000	2 Gbps
10, 000	10 Gbps
2, 000	In de volgende afbeelding zijn alle root-poorten geïdentificeerd. In het geval dat een switch twee paden naar de Root Bridge heeft en elk pad dezelfde kosten heeft, kijkt de switch naar de BPDU-frames uit de buur van de kast op elk van de paden. De switch wijst de Root Port aan op basis van de neighbor met de laagste Bridge ID.

Geïdentificeerde poorten identificeren

Elke switch kent het pad met de minste kosten om naar de Root Bridge te gaan, waarvoor mogelijk gegevens moeten worden doorgestuurd naar de interface van een andere switch. Omwille van dit voorbeeld, de hoofdschakelaar die wordt gebruikt in het voorbeeld van de referentieschakelaar en de buurschakelaar van de buurschakelaar. De poort op de volgende dichtstbijzijnde schakelaar (buurschakelaar) naar de Root Bridge die tegenover de referentieschakelaar staat, wordt de

Aangewezen poort genoemd. De verwijzingsknop gebruikt de Aangewezen poort als pad om bij de Root Bridge te komen. In de volgende afbeelding worden alle toegewezen poorten geïdentificeerd die de downstream-switches gebruiken om gegevens naar de Root Bridge te verzenden.

Blokkeringslussen

U hebt nog steeds een probleem met uitstaande problemen opgelost. Er zijn nog steeds lussen in dit netwerk die het huidige netwerk dreigen te verlagen; Door echter te analyseren hoe alle Root Ports en Designated Ports zijn toegewezen, hebt u het werk voltooid om het lusprobleem in het netwerk op te lossen.

In de afbeelding die onmiddellijk aan dit gedeelte voorafgaat, worden slechts twee poorten gebruikt om verbinding te maken met aangrenzende switches die noch root-poorten noch aangewezen poorten zijn.Omdat aan deze poorten geen rol is toegewezen, maken ze deel uit van een lus in het netwerk. Als u de figuur bekijkt, zou u in staat moeten zijn om de lussen in het netwerk te identificeren. Om het lusprobleem op te lossen zet STP deze poorten zonder een rol in de blokkeertoestand, wat betekent dat dit

Blokkeerpoorten zijn. Blokkeerpoorten zijn poorten die niet toestaan ​​dat verkeer via de poort wordt verzonden of ontvangen; het blokkeert het verkeer. In wezen zou je kunnen zeggen dat de blokkeerpoorten zijn uitgeschakeld, maar niet zijn uitgeschakeld. Omdat de poorten niet zijn uitgeschakeld, ziet de schakelaar aan de andere kant van de koppeling de koppeling nog steeds als actief, maar worden frames die over die koppeling worden verzonden (met uitzondering van BPDU-frames) verwijderd (geblokkeerd).

De volgende afbeelding toont u het voltooide STP-diagram, inclusief de blokkeerpoorten.