Для чего используется протокол stp

Для чего используется протокол stp

англ. Spanning Tree Protocol (STP) (протокол остовного дерева) — сетевой протокол. Основной задачей STP является устранение петель в топологии произвольной сети Ethernet, в которой есть один или более сетевых мостов, связанных избыточными соединениями. STP решает эту задачу, автоматически блокируя соединения, которые в данный момент для полной связности коммутаторов являются избыточными.

Необходимость устранения топологических петель в сети Ethernet следует из того, что их наличие в реальной сети Ethernet с коммутатором с высокой вероятностью приводит к бесконечным повторам передачи одних и тех же кадров Ethernet одним и более коммутатором, отчего пропускная способность сети оказывается почти полностью занятой этими бесполезными повторами; в этих условиях, хотя формально сеть может продолжать работать, на практике её производительность становится настолько низкой, что может выглядеть как полный отказ сети.

STP относится ко второму уровню модели OSI. Протокол описан в стандарте IEEE 802.1d. STP основан на одноимённом алгоритме, который разработала Радья Перлман (англ. Radia Perlman ).

Содержание

Принцип действия

Основные понятия

Скорость передачи и стоимость пути

Таблица внизу показывает стоимость интерфейса в зависимости от скорости передачи.

Важные правила

Алгоритм действия STP (Spanning Tree Protocol)

Порты

Эволюция и расширения

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)

Rapid STP (RSTP) является значительным усовершенствованием STP. В первую очередь необходимо отметить уменьшение времени сходимости и более высокую устойчивость. В немалой степени это достигнуто за счет идей, использованных Cisco Systems в качестве проприетарных расширений STP. RSTP описан в стандарте IEEE 802.1w (впоследствии включен в 802.1D-2004).

Rapid STP совместим с STP — если некое устройство использует STP, то RSTP тоже будет использовать STP с этим устройством, но в этом режиме может оказаться, что наличие RSTP на остальных устройствах не дает преимуществ по сравнению с STP.

Per-VLAN Spanning Tree Protocol (PVSTP)

Per-VLAN STP (PVSTP) в соответствии с названием расширяет функционал STP для использования VLAN. В рамках данного протокола в каждом VLAN работает отдельный экземпляр STP. Является проприетарным расширением Cisco. Изначально протокол PVST работал только через ISL-транки, потом было разработано расширение PVST+, которое позволяло работать через гораздо более распространённые 802.1Q-транки. Существуют реализации, объединяющие свойства PVST+ и RSTP, поскольку эти расширения затрагивают независимые части протокола, в результате получается (в терминологии Cisco) Rapid PVST+. PVST+ совместим с STP, и даже коммуницирует «через» коммутаторы, не поддерживающие ни PVST+, ни Rapid PVST+, за счёт использования мультикастовых фреймов. Но Cisco Systems рекомендует не смешивать в одной сети коммутаторы различных производителей, чтобы избежать проблем совместимости разных имплементаций и вариаций STP.

Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)

Вышеописанные вариации протоколов STP можно разделить классифицировать по количеству экземпляров STP в случае, когда число VLAN более единицы. Имеются вариации протоколов, у которых на все VLAN приходится единственный экземпляр STP (собственно STP, RSTP), и вариации, у которых каждому VLAN соответствует свой экземпляр STP (PVST, PVST+, Rapid PVST+).

Некоторая избыточность вариаций с отдельным экземпляром STP для каждой VLAN состоит в том, что если топология нескольких VLAN совпадает, то соответствующие им экземпляры STP полностью повторяют работу друг друга. В таком случае в принципе ненужная работа по сути дублирующих друг друга экземпляров STP оборачивается ненужной дополнительной нагрузкой на процессор коммутатора, и в конечном счете может вынудить конструкторов оборудования для обеспечения его устойчивой работы выбирать более мощный процессор с большим энергопотреблением, что может повлечь за собой дополнительные затраты на электропитание и охлаждение, как при изготовлении оборудования, так и эксплуатации.

В этом отношении особняком стоит Multiple STP (MSTP). В один экземпляр MST могут входить несколько виртуальных сетей, при условии, что их топология одинакова (в смысле входящих в VLAN коммутаторов и соединений между ними). Минимальное количество экземпляров MSTP соответствует количеству уникальных топологически групп VLAN в домене второго уровня (опять же на уровне коммутаторов и соединений между ними). MSTP налагает важное ограничение: все коммутаторы, участвующие в MSTP, должны иметь одинаково сконфигурированные группы VLAN (MST instances), что ограничивает гибкость при изменении конфигурации сети.

MSTP описан в стандарте IEEE 802.1s (впоследствии включен в 802.1Q-2003).

Shortest Path Bridging (SPB)

Shortest Path Bridging (SPB) IEEE 802.1aq преодолевает ограничения блокировки.

Источник

Для чего используется протокол stp

Если вы считаете, что её стоило бы доработать как можно быстрее, пожалуйста, скажите об этом.

STP (Spanning Tree Protocol) — сетевой протокол (или семейство сетевых протоколов) предназначенный для автоматического удаления циклов (петель коммутации) из топологии сети на канальном уровне в Ethernet-сетях. Первоначальный протокол STP описан в стандарте 802.1D. Позже появилось несколько новых протоколов (RSTP, MSTP, PVST, PVST+), отличающихся некоторыми особенностями в алгоритме работы, в скорости, в отношении к VLANам и ряде других вопросов, но в целом решающих ту же задачу похожими способами. Все их принято обобщённо называть STP-протоколами.

Протокол STP в своё время был разработан мамой Интернета Радией Перлман (Radia Perlman), а позже, в начале 90х превратился в стандарт IEEE 802.1D.

В настоящее время протокол STP (или аналогичный) поддерживается почти всеми Ethernet-коммутаторами, как реальными, так и виртуальными, за исключением самых примитивных.

Содержание

[править] Описание протокола

Протокол работает на канальном уровне. STP позволяет делать топологию избыточной на физическом уровне, но при этом логически блокировать петли. Достигается это с помощью того, что STP отправляет сообщения BPDU и обнаруживает фактическую топологию сети. А затем, определяя роли коммутаторов и портов, часть портов блокирует так, чтобы в итоге получить топологию без петель.

Для того чтобы определить какие порты заблокировать, а какие будут передавать данные, STP выполняет следующее:

[править] Выбор корневого моста

Корневым становится коммутатор с наименьшим идентификатором моста (Bridge ID).

Только один коммутатор может быть корневым. Для того чтобы выбрать корневой коммутатор, все коммутаторы отправляют сообщения BPDU, указывая себя в качестве корневого коммутатора. Если коммутатор получает BPDU от коммутатора с меньшим Bridge ID, то он перестает анонсировать информацию о том, что он корневой и начинает передавать BPDU коммутатора с меньшим Bridge ID.

В итоге только один коммутатор останется корневым и будет передавать BPDU.

Изначально Bridge ID состоял из двух полей:

[править] Определение корневых портов

[править] Определение назначенных портов

Коммутатор в сегменте сети, имеющий наименьшее расстояние до корневого коммутатора, называется назначенным коммутатором (мостом). Порт этого коммутатора, который подключен к рассматриваемому сегменту сети называется назначенным портом. Так же как и корневой порт выбирается на основе:

[править] Пример топологии

[править] STP (802.1d)

Изменениями топологии считается изменения ролей DP и RP.

Коммутатор, который обнаружил изменения в топологии отправляет Topology Change Notification (TCN) BPDU корневому коммутатору:

После того как корневой коммутатор получил TCN BPDU, он отправляет несколько следующих Hello с флагом TCA. Эти сообщения получают все коммутаторы. При получении сообщения hello с флагом TCA, коммутатор использует короткий таймер (Forward Delay time) для того чтобы обновить записи в таблице коммутации. Обновления выполняется из-за того, что после изменений в топологии STP в таблице коммутации могут храниться неправильные записи.

Если порт изменяет состояние с Blocking в Forwarding, то он должен пройти через два промежуточных состояния: Listening и Learning. Переход из Forwarding в Blocking может выполняться сразу.

[править] Роли и состояния портов

[править] BPDU

Bridge Protocol Data Unit (BPDU) —

[править] RSTP (802.1w)

[править] Отличия STP и RSTP

Соответствие между состояниями портов в STP и RSTP:

[править] Флаги в BPDU

Коммутатор устанавливает флаг proposal в RSTP BPDU для того чтобы предложить себя на роль выделенного (designated) коммутатора в сегменте. Роль порта в proposal-сообщении всегда установлена в designated.

Коммутатор устанавливает флаг agreement в RSTP BPDU для того чтобы принять предыдущее предложение. Роль порта в agreement-сообщении всегда установлена в root.

В RSTP нет отдельного BPDU для анонсирования изменений в топологии (topology change notification (TCN)). Протокол использует флаг topology change (TC) для того чтобы указать на изменения. Однако, для совместимости с коммутаторами, которые используют 802.1D, коммутаторы использующие RSTP обрабатывают и генерируют TCN BPDU.

[править] PVST (Cisco)

Per-VLAN Spanning Tree (PVST) — проприетарный протокол компании Cisco Systems, который для каждого VLAN строит отдельное дерево. Он предполагает использование ISL для создания транков (тегированных портов) и позволяет порту быть заблокированным для одних VLAN и разблокированным для других.

[править] PVST+ (Cisco)

Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVST+) — проприетарный протокол компании Cisco Systems, с функциональностью аналогичной PVST. Однако, вместо ISL он использует 802.1Q.

Различают два вида протокола PVST+:

Проприетарные усовершенствования Cisco:

[править] Rapid PVST+ (Cisco)

Rapid PVST+ в каждом VLAN строит дерево. В каждом VLAN работает RSTP.

[править] MSTP (802.1s)

Каждая MSTI работает на всех интерфейсах в регионе, независимо от того разрешен ли соответствующий VLAN на интерфейсе.

[править] STP в ProCurve

[править] STP в Cisco

PVST несовместим с MSTP и при одновременной работе устройств Cisco с этими протоколами вызывает проблемы в сети, в частности, отключение downlink’овского порта корневого MSTP.

Для блокировки PVST на большинстве сетевых устройств других производителей приходится создавать MAC фильтр, поскольку в их BPDU фильтрах пакеты PVST неизвестны и могут проходить через эти устройства даже при отключенных STP.

[править] STP в D-Link

[править] STP в Allied Telesyn AT-8000

[править] STP в Linux

Виртуальный мост Linux (Linux Bridge) поддерживает STP.

[править] STP в OpenVswitch

Настроить br0 на участие в дереве 802.1D:

Установить приоритет моста равным 0x7800:

Установить стоимость пути через eth0 равным 10:

Источник

Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library

Персональные инструменты

STP (Spanning Tree Protocol)

Spanning Tree Protocol (STP, протокол остовного дерева) — канальный протокол. Основной задачей STP является устранение петель в топологии произвольной сети Ethernet, в которой есть один или более сетевых мостов, связанных избыточными соединениями. STP решает эту задачу, автоматически блокируя соединения, которые в данный момент для полной связности коммутаторов являются избыточными.

Необходимость устранения топологических петель в сети Ethernet следует из того, что их наличие в реальной сети Ethernet с коммутатором с высокой вероятностью приводит к бесконечным повторам передачи одних и тех же кадров Ethernet одним и более коммутатором, отчего пропускная способность сети оказывается почти полностью занятой этими бесполезными повторами; в этих условиях, хотя формально сеть может продолжать работать, на практике её производительность становится настолько низкой, что может выглядеть как полный отказ сети.

STP относится ко второму уровню модели OSI. Протокол описан в стандарте IEEE 802.1d. STP основан на одноимённом алгоритме, который разработала Радья Перлман (англ. Radia Perlman).

Если в сети с мостовыми подключениями (в сегменте сети из коммутаторов) имеется несколько путей, могут образоваться циклические маршруты, и следование простым правилам пересылки данных через мост (коммутатор) приведёт к тому, что один и тот же пакет будет бесконечно передаваться с одного моста на другой (передаваться по кольцу из коммутаторов).

Алгоритм основного дерева позволяет по мере необходимости автоматически отключать передачу через мост в отдельных портах (блокировать порты коммутатора), чтобы предотвратить зацикливание в топологии маршрутов пересылки пакетов. Для использования алгоритма основного дерева в сетевом мосте никакой дополнительной настройки не требуется.

Содержание

Описание

Алгоритм остовного дерева является основой протокола STP (Spanning Tree Protocol), динамически отключающего избыточные связи в сети стандарта Ethernet (для образования древовидной топологии). STP стандартизован IEEE и поддерживается многими моделями управляемых коммутаторов, в частности, включен по умолчанию на всех коммутаторах Cisco.

Суть работы протокола заключается в том, что поддерживающие его коммутаторы сети Ethernet обмениваются друг с другом информацией «о себе». На основании определённых условий (обычно в соответствии с настройками) один из коммутаторов выбирается «корневым» (или «root»), после чего все остальные коммутаторы по алгоритму остовного дерева выбирают для работы порты, «ближайшие» к «корневому» коммутатору (учитывается количество посредников и скорость линий). Все прочие сетевые порты, ведущие к «корневому» коммутатору, блокируются. Таким образом образуется несвязное дерево с корнем в выбранном коммутаторе.

В коммутаторах Cisco с поддержкой VLAN протокол STP по умолчанию выполняется независимо для каждой виртуальной сети.

Кроме STP, в коммутаторах могут применяться другие методики обнаружения и устранения петель — например, сравнением таблиц коммутации (списков MAC-адресов) разных портов, или сравнением контрольных сумм проходящих пакетов (совпадение указывает на одинаковые пакеты, которые появляются из-за петель). По сравнению с описанными методами, случайным образом (или основываясь на каких-то догадках) блокирующими «дублирующие» порты, протокол STP обеспечивает древовидную структуру всего сегмента, при любом количестве резервных линий между произвольными коммутаторами, поддерживающими STP.

Принцип построения дерева в STP

Протокол распределенного связующего дерева STP применяется для формирования не содержащих циклов избыточных топологий коммутации в коммутируемых сетях. Необходимость в использовании протокола STP связана с тем, что наличие в сети мостов и повторителей неизбежно приводит к возникновению определенных проблем. Как описано в главе 2, повторитель (концентратор) просто дублирует все сигналы, полученные через все порты. При формировании отказоустойчивой сети, основанной на использовании повторителей, это приводит к возникновению проблемы, известной под названием образование циклов.

Рассмотрим пример топологии сети, приведенный на рис.1. В атом примере четыре концентратора составляют полносвязную сеть. При получении пакета от персонального компьютера (ПК) 1 концентратор 1 рассылает его через все порты.

В результате один и тот же пакет подучат концентраторы 2—4 и (как и предусмотрено) разошлют его через все порты. Поэтому на данном этапе в сети появятся ровно девять копий одного и того же пакета (которые теперь уже должны достигнуть получателя — сервера 1). Этот этап прохождения пакета проиллюстрирован на рис. 2.

Такой процесс дублирования фреймов будет продолжаться до бесконечности, причем на каждом этапе количество пакетов возрастает экспоненциально. В результате этого на передачу дублирующихся пакетов примерно через одну минуту потребуется вся пропускная способность сети, при условии, что фреймы имеют размер 64 байта и В сети отсутствует какой-либо иной трафик (оба эти предположения соответствуют наиболее благоприятному стечению обстоятельств и весьма маловероятны). Очевидно, что такая ситуация является нежелательной и возможность ее возникновения служит основной причиной того, что отказоустойчивую сеть Ethernet нельзя создать с испольэованием только простых концентраторов.

Именно этой проблемы можно избежать при использовании коммутаторов уровня 2 (напомним, что при наличии в таблице МАС-адресов записи с адресом получателя такой коммутатор перенаправляет фрейм только через тот конкретный порт, к которому подключен хост-получатель). Но аннлогичная проблема возникает в этих коммутаторах при рассылке широковещательных сообщений.

Как описано в главе 2, при получении широковещательного (и в некоторых случаях многоадресатного) сообщения коммутатор Ethernet обязан перенаправить это сообщение через все порты (безусловно, кроме того порта через который оно поступило), поскольку широковещательное сообщение предназначено для всех хостов. Но эта проблема не возникает в топологии физической звезды, характеризующейся отсутствием избыточности (так называется топология, пример которой приведен на рис. 3). В топологии физической звезды опасность возникновения циклов отсутствует, поскольку через коммутатор не проходят резервные маршруты, по которым мог быть перенаправлен фрейм.

Тем не менее, при использовании полносвязной топологии (пример которой показан на рис.4) коммутатор рассылает фрейм всем прочим подключенным к нему коммутаторам, предназначенным для резервирования и повышения отказоустойчивости сети. Это приводит к тому, что широковещательный фрейм дублируется до бесконечности (или до тех пор, пока не будет израсходована вся пропускная способность сети). Возникающая при этом проблема аналогична проблеме возникновения циклов в топологии сети, основанной на применении резервных устройств (полносвязной или многосвязной физической сети>.

Для устранения этик циклов применяется протокол STP, он позволяет автоматически определить наличие избыточных каналов и заблокировать трафик данных через связанные с ними порты до тех пор, пока не произойдет отказ основного канала (в таком случае программное обеспечение протокола STP автоматически открывает резервные порты). На рис.5 показан пример сети с полносвязной топологией, в которой применяется SТР.

Выше было указано, для чего применяется протокол STP, а в следующем разделе расcмaтриваются принципы его функционирования.

Принцип работы STP

Функционирование STP организовано таким образом: программное обеспечение этого протокола определяет «наилучший» маршрут через сеть и разрешает прохождение трафика данных только по этому маршруту. Принципы его функционирования во многом напоминает основные функциональные возможности протоколов динамической маршрутизации, но, к счастью, протокол STP проще по сравнению с большинством протоколов маршрутизации.

Для ознакомления с основными функцнональными средствами SТР необходимо изучить некоторые новые термины и определения. Ниже представлены основное термины.

В программном обеспечении протокола STP для определения наилучшего маршрута через сеть применяется алгоритм распределенного связующего дерева (STA). функционирование алгоритма SТА основано на нескольких простых правилах, приведенных ниже.

Теперь, после ознакомления с этими терминами и определениями, рассмотрим, каким образом программное обеспечение протокола STP формирует и поддерживает оптимальную топологию. Пример топологии сети показан на рис.6.

Вначале должен быть определен корневой мост. Эта задача осуществляется с помощью процесса, известного под названием выборы. Сразу после включения питания коммутаторы не имеют информации о том, какие ещё коммутаторы находятся в сети или какова ее топология. Поэтому коммутатор не может определить, какой именно из коммутаторов лучше всего подходит для выполнения функций корневого моста. Таким образом, коммутатор просто принимает предположение, что он является наиболее подходящим для использования в качестве корневого моста и начинает анонсировать себе как корневой мост, рассылая сообщения об этом через все незакрытое порты (с использованием фреймов BPDU).

Фреймы ВPDU содержат лишь несколько фрагментов информации, которые описаны ниже.

Рассмотрим, как происходит процесс выборов, с использованием примера, приведенного на рис.6. Конфигурация STP показана в табл.1.

На рис.7 эта информация показана графически. Следует отметить, что в данном примере обозначения MAC-адресов и приоритетов упрощены. Кроме того, считается, что подача питания на все коммутаторы во время запуска происходит одновременно.

Поскольку первоначально каждый мост принимает предположение, что он является наилучшим кандидатом на выполнение функций корневого моста, он сразу же приступает к рассылке анонсов, содержащих описанную ниже информацию. В данном случае начнем описание процесса с коммутатора Fender.

номер порта, через который отправлена данная информация.

Процесс рассылки этого первого анонса показан на рис.8.

В других мостах (Ibanez,Washburn и Gibson) также принято предположение, что они являются корневыми мостами, поэтому их первоначальные BPDU также содержит информацию, в которой они провозглашают себя корневыми мостами. Напомним, что фреймы BPDU передаются только смежным устройствам, непосредственно подключенным к каждому мосту. Поэтому после первой рассылки анонсов мосты Gibson И Ibanez не получают анонса моста Washburn, a Washburn не получает анонсов от моста Gibson или Ibanez.

Для определения того, какой мост в наибольшей степени подходит для использования в качестве корневого, мосты извлекают значения приоритета корневого моста и MAC-адреса корневого моста из каждого полученного анонса и сравнивают их со всеми другими анонсами, включая свой собственный. Формируется комбинация приоритета и МАС-адреса <как показано на рис.9) и определяется наименьшее итоговое значение.

В коммутаторе Fender (в данном случае применяется Fender, поскольку он является единственным мостом, который принимает все анонсы) после составления комбинации из каждого анонсируемого MAC-адреса и приоритета, рассматриваемых в этом примере, будут получены результаты, показанные в табл.2.

Безусловно, наименьшим суммарным приоритетом (который имеет десятичное значение 7936, или шестнадцатеричное значение OxlFOO) обладает коммутатор Gibson. Следовательно, что касается коммутаторов Fender и Ibanez, выборы выигрывает Gibson и становится корневым мостом. Однако коммутатор Washburn еще не подучил анонс от коммутатора Gibson; единственными данными, которые он принял, был анонс коммутатора Fender. Но если речь идет о коммутаторе Washburn, то для него корневым местом должно быть Fender. К счастью, в этом процессе выборов предусмотрено,что после определения коммутатором Fender того, что наилучшим кандидатом является Gibson, Fender анонсирует коммутатор Gibson как корневой мост во всех следующих фреймах BPDU. Поэтому, даже если в данный момент Washburn принимает предположение, что Fender является корневым мостом, после получения следующего анонса он уже имеет сведения, что наилучшим кандидатом является Gibson,и обновляет соответствующим образом свою информацию STP.

После проведения выборов корневого моста все коммутаторы переходят к выполнению процесса определения того, какой мост должен быть назначенным мостом для каждого сегмента и какой порт должен быть корневым портом. Назначенным мостом для сегмента является мост, позволяющий создать маршрут к этому сегменту с наименьшей стоимостью. Стоимости суммируются, поэтому все стоимости прохождения через порты всех мостов вдоль определенного маршрута складываются в общую сумму. В данном случае назначенным мостом для сегментов 1, 2 и 3 является Gibson, поскольку он, безусловно, позволяет создать маршруты к этим сегментам с наименьшей стоимостью. Для сегментов 5 и 7 назначенным мостом становится Fender, поскольку через него проходят маршруты к этим сегментам с наименьшей стоимостью. Для сегмента 6 назначенным мостом становится Ibanez, а для сегмента 8 — Washburn. Без назначенного моста остается только сегмент 4. Но в этом случае возникает проблема, поскольку стоимость маршрута к сегменту 4 и для коммутатора Ibanez, и для коммутатора Fender равна 110, В случае подобного конфликта назначенным мостом становится коммутатор с наименьшим идентификатором моста. В данном случае наименьший идентификатор моста имеет коммутатор (0x001 против 0x90O). Поэтому назначенным мостом для сегмента 4 становится Fender.

Процесс определения корневого порта проходит немного проще. Корневым портом коммутатора просто становится порт с наименьшей суммарной стоимостью маршрута к корневому мосту. В данном случае корневым портом для коммутатора Fender является порт 1 (подключенный к сегменту 2 и имеющий стоимость 10), корневым портом для Ibanez является порт 1 (подключенный к сегменту 3 и имеющий стоимость 10) и корневым портом для коммутатора Washburn является порт 1 (подключенный к сегменту 7 и имеющий стоимость 110). После этого на каждом коммутаторе все порты, не являющиеся портами назначенного коммутатора или корневыми портами, переводятся а заблокированное состояние. (В данном случае этим требованиям отвечает только порт 2 коммутатора Ibanez). Анонсы BPDU через заблокированные порты продолжают передаваться и приниматься, но трафик данных не разрешен. Поскольку теперь трафик данных через порт 1 коммутатора Ibanez, заблокирован, циклы возникнуть не могут.

На рис.10 показана окончательная топология STP для данного примера.

После окончательной настройки конфигурации определенной топологии коммутаторы продолжают отправлять фреймы BPDU через установленные интервалы. Такие регулярные сообщения BPDU позволяют коммутаторам реагировать на изменения топологии в случае их возникновения. Функциональные возможности реагирования на изменения топологии контролируются с помощью тайм-аутов, установленных в коммутаторах. Эти тайм-ауты описаны ниже.

Недостатки STP

При возникновении неисправности мост получает информацию об этой проблеме и реагирует на нее благодаря наличию тайм-аутов, если мост непосредственно подключен к каналу, обычно ему не требуется ожидать истечения тайм-аута максимального срока существования, поскольку он первым узнает об отказе канала. Так или иначе, при обнаружении неисправности программное обеспечение STP в мосте, который определил наличие этого нарушения в работе, начинает передавать фреймы BPDU по корневому маршруту для уведомления корневого моста об изменении топологии. Как только корневому мосту становится известно о нарушении в работе сети,он отправляет всем коммутаторам фреймы BPDU с требованием переформировать распределенное связующее дерево (распределенное связующее дерево представляет собой топологическую схему, которая формируется программным обеспечением STP в результате передачи и приема фреймов BPDU).

Недостатком протокола распределенного связующего дерева является то, что для формирования такого распределииного связующего дерева и перевода портов в нужное состояние требуется определенное время. Из-за такой задержки могут возникать серьезные проблемы при организации работы некоторых протоколов, таких кдк ВООТР, посколъку они требуют наличия активного канала сразу после начальной загрузки снетемы. Чтобы упростить решение этих проблем, компания Cisco ввела в программное обеспеченне протокола распределенного связующего дерева некоторые усоверщенствования, требующие настройки конфигурации вручную: Васkbonefast, Uplinkfast и Porrfast.

Метод Backbonefast позволяет коммутатору быстро устранить проблему при возникновенин отказа непрямого канала в основной опорной сети. Отказом непрямого канала называется отказ канала другого коммутатора к корневому мосту, как показано нa рис.ll. В этом случае коммутатор начинает получать через свой корневой порт фреймы BPDU с более высокой стоимостью, чем через другие порты. При обычных условиях коммутатор все еще должен ожидать истечения тайм-аута максимального срока существования и только после этого реагировать на изменение условий, а если разрешено использование метода Васkbonefast, коммутатор реагирует немедленно и ищет альтернативный маршрут к корневому мосту.

Метод Uplinkfast применяется в коммутаторах уровня доступа и позволяет обнаруживать н исправлять отказы прямых каналов почти немедленно. В коммутаторе порты объединены в группу, которая получает сообщения BPDU от коммутаторов, находящихся ближе к центру сети. Если в основном маршруте к корневому мосту возникает отказ прямого канала, коммутатор реагирует переводя в режим перенаправления один из прочих портов в группе почти немедленно (меньше чем за пять секунд), минуя состояния приема и обучения. Такая функциональная возможность является нсключительно полезной для коммутаторов уровня доступа, поскольку она позволяет им очень быстро корректировать конфигурацию своегю распределенного связующего дерева при отказе первичного канала. Но переход к применению метода Uplinkfast предусматривает автоматическое добавление значения 3000 к стоимости всех портов и установку приоритета моста, равного 49152. Такие изменения предусморены в связи с тем, что переход к использованию метода Uplinkfast в коммутаторах распределительного уровня или в коммутаторах ядра может привести к формированию циклов и потере данных. А после такого увеличения стоимости и значения приоритета коммутатора вероятность того, что он будет использоваться в качестве коммутатора опорной сети для STP, становится очень низкой.

Метод Portfast применяется в коммутаторах уровня доступа и позволяет немедленно переводить один из портов коммутатора в режим перенаправления, а не использовать обычный способ перехода через все состояния. Метод Portfast может применяться в рабочих станциях, в которых установлено программное обеспечение протокола, требующее наличия связи по сети почти сразу же после начальной загрузки. Например, если в бездисковой рабочей станции применяется протокол ВOOTP, то рассылка программным обеспечением этого протокола широковещательных сообщений может начинаться в течение первых десяти секунд после включения питании компьютера. Такой быстрый переход к рассылке широковещательных сообщений вызывает проблемы при использовании протокола STP, поскольку предусмотренная по умолчанию задержка перенаправления не позволяет устанавливать связь по сети. Но при использовании метода Portfast порт коммутатора начинает немедленно перенаправлять фреймы и протокол ВООТР функционирует должным образом.

Совет

Тщательно следите за тем, чтобы применение метода Pofttast было разрешено только в каналах, непосредственно подключенных к сетевым хостам, а не в каналах, соединяющих коммутатор с другими коммутаторами. Разрешив применение метода Porttast в канале связи с другими коммутаторами, вы можете вызвать появление циклов, поскольку в коммутаторе ив будет использоваться задержка перенаправления для обнаружении возможных циклов.

Источник