STP – Spanning Tree Protocol forklaret

Hvorfor har vi brug for STP?

Her er en situation, hvor Spanning Tree Protocol er vigtig:

• Netværkets pålidelighed (fejltolerance) øges eksponentielt ved indførelse af redundans.
• Skifter oversvømmelsestrafik ud af alle havne, når trafikken skal sendes til en destination, der endnu ikke er kendt.
• Broadcast- og multicast-trafik videresendes til hver havn, bortset fra den havn, hvor trafikken ankom.
• Spanning-Tree Protocol bruges til at skabe en sløjfefri logisk topologi fra en fysisk topologi, der har sløjfer.

Hvordan virker STP? Eksempel

Omspændende træer bruger en algoritme til at søge efter de overflødige links i LAN og vælg de bedste veje. Det bruges hovedsageligt til at sætte alle links i enten videresendelse eller blokering.

Efter denne proces vil alle links uden et redundant link sandsynligvis være i videresendelsestilstand. De overflødige links, der ikke var så gode som de valgte links, ville blokere. Spanning Tree bruger aldrig flere links til den samme destination. Der er ingen belastningsdelingsfunktion med Spanning Tree.

Typer af STP

Her er forskellige typer af Spanning Tree Protocols:

Standard	Produktbeskrivelse	Forkortelse
IEEE 802. 1D.	Forebyggelse af sløjfer Auto-reconfig af træet i tilfælde af ændringer Langsom konvergens (op til 50 bps)	STP
IEEE 802. 1w	Rapid Spanning Tree Protocol Forbedret STP med hurtigere konvergens Bagudkompatibel med STP	RSTP
IEEE 802. 1Q	Virtual LAN Definition af 1 fælles spændingstræ for alle VLAN'er	CST
Cisco Proprietary	Per VLAN Spanning Tree 1STP-instans pr. VLAN PVST + er en forbedret variant af PVST	PVRST+ ellerR-PVST+
Cisco Proprietary	Per VLAN Rapid Spanning Tree	PVRST+ ellerR-PVST+
IEEE 802.1s	Multiple Spanning Tree protokol Flere forekomster af VLAN kortlagt til 1 STP.	MSTP eller Ml STP

Kriterier for Spanning Tree

De tre kriterier for Spanning Tree-løkke hjælper med at beslutte, at grænsefladen er i videresendelsestilstand, er:

• Alle grænseflader på rodbroen skal sættes i videresendelsestilstand.
• For andre broer, der ikke er rodbroen, sættes den port, der er tættest på rodbroen, i fremsendelsestilstand.
• Broen med den laveste admin afstand til rodbroen er kendt som den udpegede bro.

Fase af STP-protokollen

Fire stadier af Spanning-Tree Port-stater er:

Blokerende stat

Bloktilstand er en ikke-udpeget port, og den deltager aldrig i framevideresendelse. Dens tidsgrænse er 20 sekunder eller ubegrænset. En grænseflade går altid i blokeringstilstand, når du aktiverer STP.

Lyttestat

Lyttetilstanden er den første tilstand. Det er en grænseflade, der indtastes efter blokeringstilstanden. Grænsefladen hjælper dig med at bestemme at den grænseflade, der skal deltage i frame forwarding.

Lyttetilstanden udfører følgende funktioner:

• Kasserer rammer modtaget på porten
• Lærer ikke adresser
• Modtager BPDU'er

Læringstilstand

Læringstilstand hjælper med at forberede sig til at deltage i frame forwarding. Grænsefladen giver os mulighed for at gå ind i læringstilstanden fra lyttetavlen.

Læringstilstand udfører følgende funktioner:

• Kasserer rammer modtaget på porten
• Modtager BPDU'er
• Lærer adresser

Forsendelsesstat

En grænseflade i videresendelsestilstanden danner de fremadrettede rammer. Denne grænseflade går ind i videresendelsestilstanden fra indlæringstilstanden, som udfører følgende funktioner:

• Modtager og videresender rammer som modtages på havnen
• Lærer adresser
• Modtager BPDU'er

Deaktiveret tilstand

Denne tilstand deltager ikke i Spanning Tree-løkken, fordi porten er administrativt deaktiveret, og dens timing er også ubegrænset.

En deaktiveret grænseflade udfører følgende funktioner:

• Kasserer rammer modtaget på porten
• Lærer ikke adresser
• Modtager ikke BPDU'er

Vigtige termer brugt i Spanning Tree Protocol

Her er nogle vigtige udtryk, der bruges

Bro

Bridge er en vigtig komponent i VTP, som forbinder to eller flere LAN-segmenter.

Root Bridge (RB)

Det er broen, der tilbyder et sammenkoblingspunkt for alle segmenter. Alle broer i et LAN har en vej til roden. STP giver dig mulighed for automatisk at vælge rodbroen. Men hvis STP-netværksadministratoren ønsker det, kan han eller hun ændre RB i henhold til netværket.

Non-Root Bridge (NRB)

En middag-rodbro er enhver bro, der ikke er rodbroen.

Root Port (RP)

Rodporten er en port, der fører mod Rodbroen.

Designated Port (DP):

Hvert LAN-segment har 1 udpeget port. Hver bro modtager også rammerne fra DP og sender dem videre gennem sin RP mod Rodbroen.

Port ID:

Port-id'et hjælper dig med at bestemme rodporten. Den består af en konfigurerbar 1-byte prioritetsværdi og et unikt portnummer for hver bro.

Stiomkostninger (pc):

Path Cost, som også kaldes PC, hjælper med at bestemme den bedste topologi med hensyn til fremsendelseshastighed. STP bruger begrebet Path Cost.

Udpegede havne

En udpeget port er en deaktiveret port, og den er blokeret af en netværksadministrator. Denne port kan ikke sende en pakke til en anden switch. Det er heller ikke en udfyldt MAC-adresse på MAC-tabellen.

Ikke-udpegede havne

En ikke-designeret port er en switch-port, der er blokeret. Det er også kendt som en blokeret port, eller nogle gange en alternativ port. Den kan ikke videresende pakker til den næste switch. Det befolker heller ikke Mac-adresse i MAC-tabellen.

RSTP:

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) er en netværksprotokol, der sikrer en sløjfefri topologi for Ethernet-netværk.

Bridge Protocol Data Units (BPDU)

Spanning Tree Protocol kræver en STP-netværksenhed til at udveksle meddelelser for at hjælpe fra en sløjfefri logiktopologi. Disse meddelelser kaldes BPDUS (Bridge Protocol Data Units). Hver netværksenhed sender BPDU'er, som hjælper med at udveksle topologiinformation.

BPDUS hjælper switches til at gøre følgende:

• Vælg en enkelt kontakt, der vil fungere som roden af ​​spændingstræet
• BPDUS hjælper også med at beregne den korteste vej fra sig selv til root-switchen, som er udpeget som en af ​​switchene som den, der er tættest på en til roden for hvert LAN-segment.
• Vælg en af ​​dens porte som rodport (hvis det er en no switch)
• Hent den port, der er en del af spændingstræ-algoritmen kaldet udpegede porte.
• Blokerer de ikke-angivne porte.

Konfiguration BPDU

Det er et unikt bro-id for rodenheden i netværkstopologien. Den fungerer som et bro-ID for sendebroen, en identifikator for sendeporten.

Topologiændringsmeddelelse (TCN) BPDU

Én netværksenhed er valgt som rodbroen. Den korteste afstand til rodbroen skal beregnes for hver netværksenhed baseret på stiomkostningerne.

En udpeget bro for hvert LAN-segment er valgt. Dette er også den netværksenhed, der er tættest på rodbroen, så den skal videresendes til roden. Dette er den havn, der giver den bedste vej fra broen til enhver rodbro.

Forskelle mellem STP og RSTP

STP	RSTP
I STP udsender broen kun en BPDU, når den gennemgås på deres RP (rodprotokol) fra RB (rodbroen).	RSTP gør det muligt for switchen at sende BPDU ud hver gang.
STP inkluderer to porttyper: Root Port og Designated Port	RSTP-metoden inkluderer ekstra port, alternativ port og backup-porte.

Resumé

STP-protokol er defineret som en linkstyringsprotokol designet til at understøtte redundante links, der stopper at skifte sløjfer i STP-netværket.

Tilstand	Produktbeskrivelse	Behandle BPDU'er	Lær MAC
Inti	Initialisering af en havn.	INGEN	INGEN
handicappet	Administrativ stat, som ikke deltager i STP-standardoperationer.	INGEN	Ingen
Blokering	Porten videresender ikke Ethernet-rammer.	Ja (modtag og behandle kun BPDUS)	Ingen
Lytte	Beregning af sløjfefri topologi udføres i denne STP-tilstand. Havnen får tildelt sin rolle.	Ja (Send og modtog BPDUS)	INGEN
Learning	Det er en ekstra tilstand for at forsinke Ethernet-rammers videresendelse, hvilket hjælper dig med at undgå at oversvømme netværket.	Ja	Ja (populær MAC-adressetabel)
Videresendelse	Normal drift af videresendelse af Ethernet-rammer.	Ja	Ja