STP – شرح بروتوكول الشجرة الممتدة

ما هو STP؟

STP هو بروتوكول إدارة ارتباط مصمم لدعم الارتباطات المتكررة التي توقف تبديل الحلقات في شبكة STP. وهو عبارة عن بروتوكول من الطبقة الثانية يعمل على الجسور والمحولات، ويجب تمكينه على واجهات المحول. IEEE بروتوكولات STP موحدة مثل IEE 2D. الشكل الكامل لـ STP هو بروتوكول الشجرة الممتدة.

لماذا نحتاج إلى STP؟

فيما يلي بعض المواقف التي يكون فيها بروتوكول Spanning Tree مهمًا:

  • يتم زيادة موثوقية (التسامح مع الخطأ) للشبكة بشكل كبير من خلال إدخال التكرار.
  • يقوم بتبديل حركة المرور إلى خارج جميع المنافذ، عندما يلزم إرسال حركة المرور إلى وجهة غير معروفة بعد.
  • تتم إعادة توجيه حركة البث والبث المتعدد إلى كل منفذ، باستثناء المنفذ الذي وصلت إليه حركة المرور.
  • يتم استخدام بروتوكول Spanning-Tree لإنشاء طوبولوجيا منطقية خالية من الحلقات من طوبولوجيا فعلية تحتوي على حلقات.

كيف تعمل تقنية STP؟ مثال

تستخدم الأشجار الممتدة خوارزمية للبحث عن الروابط المتكررة في ملف LAN واختيار أفضل المسارات. يتم استخدامه بشكل أساسي لوضع جميع الروابط إما في إعادة التوجيه أو الحظر.

بعد هذه العملية، من المحتمل أن تكون جميع الروابط التي لا تحتوي على رابط متكرر في حالة إعادة التوجيه. سيتم حظر الروابط الزائدة التي لم تكن بجودة الروابط المحددة. لا تستخدم Spanning Tree أبدًا روابط متعددة لنفس الوجهة. لا توجد ميزة مشاركة التحميل مع Spanning Tree.

أنواع STP

فيما يلي أنواع مختلفة من بروتوكولات الشجرة الممتدة:

المجموعة الأساسية الوصف الاختصار
إيي 802د. منع الحلقة
إعادة التكوين التلقائي للشجرة في حالة حدوث أي تغييرات
تقارب بطيء (حتى 50 نقطة أساس)
STP
إيي 802 واط بروتوكول الشجرة الممتدة السريع

  • تحسين STP مع تقارب أسرع
  • متوافق مع الإصدارات السابقة مع STP
RSTP
إيي 802س الشبكة المحلية الظاهرية
تحديد شجرة ممتدة مشتركة واحدة لجميع شبكات VLAN
CST
Cisco
الملكية
لكل شجرة امتداد VLAN

  • مثيل 1STP لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN).
  • PVST + هو نسخة محسنة من PVST
PVRST+ أوR-PVST+
Cisco
الملكية
لكل شبكة محلية ظاهرية (VLAN) شجرة الامتداد السريع PVRST+ أوR-PVST+
إيي 802.1 ثانية بروتوكول الشجرة الممتدة المتعددة
تم تعيين مثيلات متعددة لشبكة VLAN إلى 1 STP.
MSTP أو Ml STP

معايير الشجرة الممتدة

المعايير الثلاثة لحلقة Spanning Tree تساعد في تحديد أن الواجهة في حالة إعادة التوجيه هي:

  • يجب وضع كافة الواجهات الموجودة على الجسر الجذري في حالة إعادة التوجيه.
  • بالنسبة للجسور الأخرى التي ليست الجسر الجذري، يتم وضع المنفذ الأقرب إلى الجسر الجذري في حالة إعادة التوجيه.
  • يُعرف الجسر الذي يتمتع بأقل مسافة إدارية إلى الجسر الجذري بالجسر المعين.

مرحلة بروتوكول STP

أربع مراحل لحالات ميناء الشجرة الممتدة هي:

مراحل STP
مراحل STP

دولة الحظر

حالة الحظر هي منفذ غير مخصص، ولا تشارك أبدًا في إعادة توجيه الإطار. الحد الزمني لها هو 20 ثانية أو غير محدود. تدخل الواجهة دائمًا في حالة الحظر عند تمكين STP.

دولة الاستماع

حالة الاستماع هي الحالة الأولى. إنها واجهة يتم إدخالها بعد حالة الحظر. تساعدك الواجهة على تحديد أن الواجهة التي ينبغي أن تشارك في إعادة توجيه الإطار.

حالة الاستماع تنفذ المتابعةwing المهام:

  • يتجاهل الإطارات المستلمة على المنفذ
  • لا يتعلم العناوين
  • يستقبل وحدات BPDU

حالة التعلم

تساعد حالة التعلم على الاستعداد للمشاركة في إعادة توجيه الإطارات. تتيح لنا الواجهة الدخول إلى حالة التعلم من قائمة الاستماع.

حالة التعلم تنفذ المتابعةwing المهام:

  • يتجاهل الإطارات المستلمة على المنفذ
  • يستقبل وحدات BPDU
  • يتعلم العناوين

دولة الشحن

واجهة في حالة إعادة التوجيه تشكل الإطارات الأمامية. تدخل هذه الواجهة حالة إعادة التوجيه من حالة التعلم التي تنفذ المتابعةwing المهام:

  • يستقبل ويعيد توجيه الإطارات التي يتم استلامها على المنفذ
  • يتعلم العناوين
  • يستقبل وحدات BPDU

دولة المعوقين

لا تشارك هذه الحالة في حلقة Spanning Tree لأن المنفذ معطل إداريًا، كما أن توقيته غير محدود أيضًا.

واجهة معطلة تنفذ ما يليwing المهام:

  • يتجاهل الإطارات المستلمة على المنفذ
  • لا يتعلم العناوين
  • لا يتلقى وحدات BPDU

المصطلحات الهامة المستخدمة في بروتوكول الشجرة الممتدة

فيما يلي بعض المصطلحات المهمة المستخدمة

جسر

يعد Bridge أحد المكونات المهمة لـ VTP، والذي يربط بين قسمين أو أكثر من شرائح LAN.

الجسر الجذري (RB)

وهو الجسر الذي يوفر نقطة ربط بين جميع القطاعات. جميع الجسور في الشبكة المحلية (LAN) لها مسار إلى الجذر. يتيح لك STP تحديد الجسر الجذري تلقائيًا. ومع ذلك، إذا أراد مسؤول شبكة STP، يمكنه تغيير RB وفقًا للشبكة.

الجسر غير الجذري (NRB)

جسر الظهيرة الجذري هو أي جسر ليس هو الجسر الجذري.

منفذ الجذر (RP)

المنفذ الجذر هو المنفذ الذي يؤدي إلى Root Bridge.

المنفذ المعين (DP):

يحتوي كل جزء من شرائح LAN على منفذ واحد مخصص. يستقبل كل جسر أيضًا الإطارات من DP ويعيد توجيهها عبر RP نحو الجسر الجذري.

معرف المنفذ:

يساعدك معرف المنفذ على تحديد المنفذ الجذر. وهو يتألف من قيمة أولوية 1 بايت قابلة للتكوين ورقم منفذ فريد لكل جسر.

تكلفة المسار (الكمبيوتر الشخصي):

تساعد تكلفة المسار، والتي تُعرف أيضًا باسم الكمبيوتر الشخصي، في تحديد أفضل هيكل فيما يتعلق بسرعة إعادة التوجيه. يستخدم STP مفهوم تكلفة المسار.

المنافذ المعينة

المنفذ المعين هو منفذ معطل، ويتم حظره بواسطة مسؤول الشبكة. لا يمكن لهذا المنفذ إرسال حزمة إلى محول آخر. كما أنه ليس عنوان MAC مملوءًا على جدول MAC.

المنافذ غير المعينة

المنفذ غير المعين هو منفذ تبديل محظور. ويُعرف أيضًا باسم المنفذ المحظور، أو أحيانًا بمنفذ بديل. ولا يمكنه إعادة توجيه الحزم إلى المحول التالي. كما أنه لا يسكن عنوان MAC في جدول MAC.

RSTP:

بروتوكول الشجرة الممتدة السريع (RSTP) هو بروتوكول شبكة يضمن بنية خالية من الحلقات لشبكات Ethernet.

وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDU)

يتطلب بروتوكول Spanning Tree جهاز شبكة STP لتبادل الرسائل للمساعدة من طوبولوجيا منطقية خالية من الحلقات. تسمى هذه الرسائل BPDUS (وحدات بيانات بروتوكول الجسر). يرسل كل جهاز شبكة وحدات BPDU، مما يساعد على تبادل معلومات الهيكل.

يساعد BPDUS على التبديل للقيام بالمتابعةwing:

  • حدد مفتاحًا واحدًا سيكون بمثابة جذر الشجرة الممتدة
  • يساعد BPDUS أيضًا في حساب أقصر مسار من نفسه إلى المحول الجذر، والذي تم تعيين أحد المحولات باعتباره الأقرب إلى الجذر لكل مقطع LAN.
  • حدد أحد منافذه كمنفذ جذر (إذا كان لا يوجد مفتاح تبديل)
  • قم باختيار المنفذ الذي يعد جزءًا من خوارزمية الشجرة الممتدة والتي تسمى المنافذ المعينة.
  • يحظر المنافذ غير المخصصة.

تكوين BPDU

إنه معرف جسر فريد للجهاز الجذر في طوبولوجيا الشبكة. وهو بمثابة معرف جسر لجسر الإرسال، ومعرف لمنفذ الإرسال.

إشعار تغيير الهيكل (TCN) BPDU

يتم تحديد جهاز شبكة واحد ليكون بمثابة الجسر الجذري. يجب حساب أقصر مسافة إلى الجسر الجذري لكل جهاز شبكة بناءً على تكلفة المسار.

يتم تحديد جسر مخصص لكل شريحة LAN. وهذا أيضًا هو جهاز الشبكة الأقرب إلى الجسر الجذري، لذا يجب إعادة توجيهه إلى الجذر. هذا هو المنفذ الذي يوفر أفضل مسار من الجسر إلى أي جسر جذري.

الاختلافات بين STP وRSTP

STP RSTP
في STP، يرسل الجسر وحدة BPDU فقط عند مراجعتها على RP (بروتوكول الجذر) الخاص به من RB (الجسر الجذر). يقوم RSTP بتمكين المحول من إرسال BPDU في كل مرة ترحيب.
يتضمن STP نوعين من المنافذ: المنفذ الجذري والمنفذ المعين تشتمل طريقة RSTP على منفذ إضافي ومنفذ بديل ومنافذ احتياطية.

نبذة عامة

يتم تعريف بروتوكول STP على أنه بروتوكول إدارة الارتباط المصمم لدعم الارتباطات المتكررة التي توقف تبديل الحلقات في شبكة STP.

الولايه او المحافظه الوصف معالجة وحدات BPDU تعلم ماك
INTI تهيئة المنفذ. لا لا
معاق الدولة الإدارية التي لا تشارك في معيار STP operaستعقد. لا لا
حجب لا يقوم المنفذ بإعادة توجيه إطارات Ethernet. نعم (استلام ومعالجة BPDUS فقط) لا
استماع يتم حساب الهيكل الخالي من الحلقات في حالة STP هذه. تم تعيين الميناء دوره. نعم (إرسال واستقبال BPDUS) لا
تعلم إنها حالة إضافية لتأخير إعادة توجيه إطارات Ethernet، مما يساعدك على تجنب إغراق الشبكة. هل نعم (جدول عناوين MAC الشائع)
إعادة توجيه خرسانة عادية operaنشوء إعادة توجيه إطارات إيثرنت. هل هل