Transcript Spanning-Tree

CCNA 3 v3.1 Module 7
Spanning Tree Protocol
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
1
Objectives
Redundant Topologies
Spanning-Tree Protocol
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
2
Redundancy = nadbytečnost
Redundant networking topologies ensure that networks continue
to function in the presence of single points of failure.
Redundantní topologie zajišťují, že sítě pracují, i když na
některém místě dojde k poruše.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
3
Redundant Topologies
• A goal: To eliminate
network outages
caused by a single
point of failure.
Cíl: Vyloučit výpadky sítě
způsobené jednotlivou
poruchou.
• All networks need
redundancy for
enhanced reliability.
Všechny sítě potřebují
nadbytečnost, mají-li mít
zvýšenou spolehlivost.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
4
Simple Redundant Switched Topology
Ze segmentu 1 do
segmentu 2 existují
dvě možné cesty.
Při poruše jedné
může být použita
druhá, ale může
dojít k
nekonečnému
kolování rámců, viz další snímek.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
5
Broadcast Storm – problém č. 1
Switch A neví, co s tím, tak to rozešle jako broadcast. Switch B neví, co s
tím, tak to rozešle jako broadcast (také zpátky na A), A zase neví, co s tím,
a už to jede.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
6
Multiple Frame Transmissions – problém č. 2
Jeden frame se může do cíle dostat dvěma cestami: horní a dolní.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
7
Media Access Control Database Instability – problém č. 3
Server X něco pošle. Switch A a B se naučí, že Server X je na portu 0 (což je
správně). Pak to ale dostanou ještě jednou přes redundantní cestu, a naučí
se, že Server X je na portu 1 (což je špatně).
It is possible for switches to learn the wrong
information. A switch can learn that a MAC address is
on a port when it is not.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
8
Using Bridging Loops for Redundancy
Redundantní cesty jsou potřebné pro zvýšení spolehlivosti. Přinášejí ale
problémy č. 1-3, viz předchozí snímky.
Proto fyzické redundantní cesty necháme,
ale některé z nich logicky blokujeme, a tím
vznikne „loop free logical topology“ =
logická topologie bez smyček.
Blokované cesty přijdou ke slovu, až když
dojde k poruše.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
9
Spanning-Tree Protocol
= protokol s překlenovací stromovou strukturou
Redundantní cesty vytvářejí fyzickou smyčku, ...
... ale jedna z nich
je logicky
blokovaná, aby se
smyčka odstranila.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
10
Spanning Tree Link Costs
Cesty, které se budou nebo nebudou blokovat, jsou vybírány na základě
„ceny linky“. Ta je přidělována podle rychlosti linky.
Stará norma už by nebyla
použitelná pro rychlosti nad 10
Gbps.
Nová ale taky moc velkou rezervu nemá.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
11
A Spanning Tree
Stále se tady bude používat pojem „Bridge“, ale myslí se tím přepínač.
Proto to budeme překládat „Přepínač“.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
12
Spanning-Tree Operation
• One root bridge per
network.
• One root port per
nonroot bridge.
• One designated
port per segment.
• Nondesignated
ports are unused.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
13
Spanning-Tree Operation
• Jeden kořenový
přepínač na síť.
• Jeden kořenový port na
každý nekořenový
přepínač.
• Jeden vyhrazený port
na segment.
• Nevyhrazené porty se
nepoužívají.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
14
Bridge Protocol Data Unit
Přepínače se domlouvají pomocí BPDU, které si rozesílají každé dvě minuty.
Bridge protocol data unit
(BPDU)
Identifikační číslo (Bridge ID) kořenového
přepínače
Jak je daleko –
jaká je cena
cesty k němu?
Identifikační číslo
(Bridge ID)
odesílajícího
přepínače
Číslo portu, ze kterého odesílající přepínač poslal
tento BPDU
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
15
Bridge IDs
BID se skládá z priority, kterou správce může změnit, a adresy MAC.
BID (= Bridge ID) jednoznačně označuje každý přepínač.
BID se užívá k určování ústředního bodu sítě, zvaného kořenový přepínač.
K tomu se používá STP = Spanning-Tree Protocol.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
16
Bridge Protocol Data Unit
Když se tento přepínač s touto MAC
adresou poprvé zapojí do sítě, začne
ostatním rozesílat BPDU. Do nich
nafoukaně a sebevědomě do rubriky
Root BID vyplní svoje BID.
Pokud jeho BID je v síti nejnižší,
povedlo se mu to, zůstane
Root Bridge.
Pokud se ale v síti vyskytuje nižší
BID, má smůlu. Ostatní přepínače ve
svých BPDU budou v rubrice
Root BID nahrazovat jeho BID tím,
které jim je známo jako nižší.
Po nějaké době se v síti rozšíří správná informace a všechny přepínače
vezmou na vědomí, že kořenovým přepínačem je ten, který má nejnižší BID.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
17
Ve stavu „Blocking“ je port po zapnutí
přepínače, nebo poté, co byl port
zakázán a pak povolen
administrátorem, nebo poté, co byl
odpojen a zase připojen, nebo poté, co
ve stavu „Listening“ zjistil, že jeho
cesta ke kořenovému přepínači není
nejlepší. Ve stavu „Blocking“ čeká 20s
a nedělá vůbec nic.
Poslouchá provoz, přijímá BPDU a
zjišťuje, jestli může nabídnout lepší
cestu ke kořenovému přepínači, nežli je
ta doposud používaná. MAC adresy,
které vidí lítat kolem sebe, se neučí,
protože ještě neví, jestli se nebude
vracet do stavu „Blocking“.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
Posloucháním zjistil, že jeho cesta není
nejlepší, a vrací se zpátky do stavu „Blocking“.
Spanning-Tree Port States
18
Zpracovává BPDU. Už se učí adresy
MAC, které odchytává z provozu
kolem sebe. Ví, že je bude potřebovat,
protože už se nebude vracet do
„Listening“ ani „Blocking“.
Do 15 sekund totiž určitě postoupí do
„Forwarding“.
Normálně funguje: Učí se MAC adresy,
posílá rámce. Při tom poslouchá provoz,
zpracovává BPDU a zjišťuje, jestli jeho
cesta ke kořenovému přepínači nebyla
překonána nějakou lepší.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
Posloucháním zjistil, že jeho cesta už není
nejlepší, a vrací se zpátky do stavu „Blocking“.
Spanning-Tree Port States
19
Spanning-Tree Recalculation
Root Bridge má nejnižší
BID. Všechny jeho porty
jsou „forwarding“.
A switched internetwork has converged when all the switch and
bridge ports are in either the forwarding or blocked state.
Přepínaná síť je v konvergovaném stavu, když všechny porty
jsou buď ve stavu „forwarding“ (= přeposílající) nebo „blocked“
(= blokovaný).
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
20
Rapid Spanning-Tree Protocol
RSTP:
Clarifies port states and roles
Zprůhledňuje stavy a role portů
Defines a set of link types that
can go to forwarding state
rapidly
Definuje skupinu typů portů, které
mohou přecházet do „forwarding“
stavu rychle
Allows switches, in a
converged network, to
generate their own BPDUs
rather than relaying root
bridge BPDUs
Dovoluje přepínačům, aby v
konvergovaném stavu samy
generovaly BPDU, místo aby jen
předávaly BPDU od kořenového
přepínače.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
21
Rapid Spanning-Tree Port Designations
Link-type: Na obou koncích
má přepínač.
pt-pt (= pointto-point): Spoj
mezi dvěma
body
Shared (= sdílený): Může
tam dojít ke kolizím,
např. kvůli hubu.
Edge (= hrana) type: Na
jednom konci není
přepínač, přepínaná síť
tam končí.
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
22
Summary
© 2004, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
23