Тема 5 Spanning Tree Protocol

Download Report

Transcript Тема 5 Spanning Tree Protocol

Slide 1

CCNA Exploration
LAN Switching and Wireless
Тема 5
Spanning Tree Protocol
(STP)
П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 2

Излишества в топологията – предимства

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 3

Излишества при йерархична архитектура

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 4

Проблеми породени от излишества
 Зацикляне
 Broadcast Storm
 Дублиране на Unicast фреймове

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 5

Зацикляне

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 6

Broadcast Storms
 Broadcast пакетите се мултиплицират във всеки

суич докато не заемат целия капацитет.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 7

Дублиране на Unicast фреймове
 Крайното устройство получава един фрейм 2

пъти.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 8

Дублирани пътища поради грешка
 Свързване на два суича с 2 кабела.

! Понякога такова свързване се конфигурира
нарочно (EtherChannel), но суичовете гледат на
него като на една връзка.
 Свързване на суич от Access нивото към два
суича от Distribution нивото.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 9

Неправилно свързани потребителски
хъбове

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 10

Spanning Tree алгоритъм
(STA)

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 11

Блокиране на резервните пътища

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 12

 STP обменя съобщения (BPDU) всеки 2 s
 Всяко BPDU носи МАС адрес на изпращача и

идентификатор на приоритета - BID (bridge ID).
Колкото по-малко BID, толкова по-висок
приоритет.
 Избира се главен суич - root bridge (най-малко
BID).
 STA изчислява най-късия път до root bridge и
маркира порта като root port.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 13

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 14

Състояния на портовете:
 Root ports – портовете, най-близо до root bridge;
 Designated ports – всички портове, които не са

root, но препращат трафик;
 Non-designated ports – всички портове, които
са в блокирано състояние (резервен път);
 Disabled Port – административно забранен.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 15

Избор на root bridge
 При стартиране всеки суич счита себе си за root.

Изпраща BPDU с BID за root bridge – собственото
си BID.
 Всеки суич сравнява получените от съседите си
BID за root bridge със собствената си настройка.
Ако полученото BID е по-малко, то той го записва
като ID на root bridge.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 16

Избор на root bridge

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 17

Избор на най-добър път към root bridge
 Отчита се тежестта на пътя (функция на

капацитета на връзката)
 Сумират се тежестите на всички връзки от суича
до root bridge.
 Избира се пътя с най-малка тежест.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 18

Тежест на пътя

Тежестта се конфигурира ръчна за всеки порт.
S1(config-if)#spanning-tree cost value
Пример
S1(config-if)#spanning-tree cost 25

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 19

Проверка на конфигурацията
S1()# show spanning-tree
S1()# show spanning-tree detail

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 20

Структура на BPDU

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 21

Структура на BID

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 22

Структура на BID
 Bridge Priority
 Настройва се от администратора
 По-малката стойност – по-висок приоритет
 Число чежду 1 и 65536
 Подразбираща се стойност за Cisco суичовете - 32768
 Extended System ID
 В по-новите системи = VLAN
 12 бита => Bridge Priority е кратно на 4096
 MAC Address
 Когато приоритета е по подразбиране (равен за всички),
избора на root bridge става на базата на МАС адреса.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 23

Конфигуриране на BID

 Метод 1
 Главния суич се конфигурира с командата
S1(config)#spanning-tree vlan vlan-id root primary
Получава BID=24576 (6*4096)
 Резервния главен суич се конфигурира с командата
S1(config)#spanning-tree vlan vlan-id root secondary
Получава BID=28672 (7*4096)
 Всички останали – по подразбиране default 32768
 Метод 2
 Конфигуриране на конкретна стойност за приоритета
S1(config)# spanning-tree vlan vlan-id priority value
value =X*4086 (X=0÷65536).
S1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 24576
П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 24

Преглед

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 25

Портове - роли

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 26

Приоритети на портове
 Когато се открият 2 порта с еднаква тежест на

пътя до root bridge се избира този, с по-нисък
приоритет или по-малко ID.
 Конфигуриране на приоритет
S1(config-if)#spanning-tree port-priority value
value = 0 ÷ 240 (през 16);
по подразбиране = 128
 ID на порта се определя от името му
Например
F0/1и приоритет по подразбиране -> 128.1
F0/2и приоритет по подразбиране -> 128.2
П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 27

Проверка на роли и приоритети на
портове

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 28

Състояния на портовете
 Blocking – не приема данни; получава и








препраща BPDU; определя root bridge (root ID)
; определя бъдещите роли на всички портове.
Listening – получава и изпраща изпраща
BPDU; информира, че е готов да се включи в
обмена на данни.
Learning – прослушва фреймовете с данни и
си попълва МАС таблицата; не предава данни.
Forwarding – обмена фреамове с данни и
BPDU.
Disabled – административно забранен.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 29

BPDU таймери
 Hello time – период на изпращане на BPDU

(1÷10s) по подразбиране 2s.

 Forward delay – време за преминаване от

Listening към Learning режим (4÷30s) по
подразбиране 15s.
 Maximum age – максималното време за
съхранение на BPDU информацията (6÷40s) по
подразбиране 20s.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 30

BPDU таймери
 Switch diameter – броя суичове през които

трябва да премине фрейм, който се придвижда
между 2 най-отдалечени точки в мрежата.
Максимум – 7.
 Convergence – времето, необходимо на суича да
възстанови своите STP настройки и своята
работоспособност след рестартиране.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 31

Конфигуриране на мрежов диаметър
(network diameter)
S1(config)#spanning-tree vlan vlan id root
primary diameter value
Пример
S1(config)#spanning-tree vlan vlan id root
primary diameter 5

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 32

Конфигуриране на бърз порт (FastPort)
 FastPort – Access порт, който се конфигурира да

преминава директно в режим Forward, без да
изчаква настройката на STP.
 Само за портове, към които е включен сървер или
1 компютър.
 Настройки:
S1(config-if)#spanning-tree portfast

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 33

STP Convergence

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 34

Стъпки
Избор на root bridge
2. Избор на root ports
3. Определяне на designated и non-designated
портове
1.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 35

Избор на root bridge - проверка

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 36

Избор на root ports

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 37

Определяне на designated и nondesignated портове
 Root bridge абявява всичките си портове за

designated.
 За всички отанали суичове:


Ако отсрещния суич има по-високо BID, то порта към него
се настройва като designated, в противен случай – nondesignated.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 38

Проверка на DP и Non-DP

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 39

Уведомяване за промени
 Когато настъпи промяната суича, който я е

открил изпраща съобщение по своя root port topology change notification (TCN) BPDU.
 Следващият по веригата суич го уведомява, че е
получил съобщението (topology change
acknowledgement (TCA)) и на свой ред изпраща
TCN съобщение по своя root port.
 Root bridge изпраща topology change (TC)
съобщения да всички суичове в мрежата
(broadcast).
П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 40

Уведомяване за промени

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 41

STP варианти

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 42

Разработка на Cisco
 Per-VLAN spanning tree protocol (PVST)
 Cisco proprietary ISL trunking protocol
 Всеки VLAN – отделна мрежа
 За всяка мрежа – отделен STP
 Load balance – няма зацикляне
 Допълнителни екстри: BackboneFast, UplinkFast, and PortFast.
 Per-VLAN spanning tree protocol plus (PVST+)
 Като PVST, но за IEEE 802.1Q trunking.
 Не се поддържа от не-cisco устройства
 PortFast -> BPDU guard и root guard.
 Rapid per-VLAN spanning tree protocol (rapid PVST+)
 IEEE 802.1w trunking
 По-бърза конвергенция
 BackboneFast, UplinkFast, and PortFast.
П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 43

IEEE стандарти
 Rapid spanning tree protocol (RSTP)
 802.1D
 BackboneFast, UplinkFast и PortFast
 Бърза конвергенция при промяна на топологията
 Multiple STP (MSTP)
 MSTP е по идея на Cisco-proprietary Multiple Instances STP
(MISTP)
 IEEE 802.1Q-2003 включва MSTP
 MSTP множество forwarding пътища за данни с използване
на load balancing.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 44

PVST+
Per-VLAN spanning tree protocol
plus

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 45

PVST+
 802.1D
 За всеки VLAN – отделен STP

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 46

PVST+ Bridge ID

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 47

PVST+ Bridge ID

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 48

Подразбиращи се настройки

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 49

Конфигуриране на PVST+
1.

Избор на главен и резервен суич за всяка
мрежа
S3(config)#spanning-tree vlan 20 root primary
S3(config)#spanning-tree vlan 10 root secondary
S1(config)#spanning-tree vlan 10 root primary
S1(config)#spanning-tree vlan 20 root secondary

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 50

RSTP

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 51

Характеристики на RSTP
 RSTP (802.1w) замества STP (802.1D)
 Не е съвместим с 802.1D, като UplinkFast и

BackboneFast.
 RSTP - същия BPDU форматкато IEEE 802.1D,
същия алгоритъм за избор на главен суич.
 Портовете преминават към състояние
forwarding без да изчакват таймери.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 52

RSTP BPDU
 Същия формат като STP

 Ако 3 hello интервала не постъпи BPDU –

информацията се счита остаряла.
 Лесно се диагностицира на кой порт е повредата.
 Флагове в BPDU
0 и 7 – промяна в топологиятабпотвърждание, както в
802.1D.
 1 и6 – за Proposal Agreement process (за по-бърза
конвергенция).
 2-5 - ролята и състоянието на порта, който изпраща
BPDU.
 4 и 5 – ролята на порта.


П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 53

Edge Ports
 Edge Ports = PortFast (за връзка към крайно

устройство)
 Но ако пристигне по него BPDU, този порт
веднага става нормален STP-порт.
 Конфигуриране
S1(config-if)#spanning-tree portfast

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 54

Тип на връзките
 Определя предназначението на връзката:
 edge ports
 non-edge
point-to-point
 Shared


 Типът се определя автоматично, но може и да се

настрои.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 55

Тип на връзките
 Особености:
 Root портовете не използват link type параметър. Може да
премине в състояние forwarding веднага след като се
синхронизира.
 Alternate и backup портовете в повечето случай не използват
link type параметър.
 Designated ports портовете в повечето случай използват link
type параметър. Бързо преминаване към състояние forwarding е
допустимо само при point-to-point връзка.

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 56

Състояния на
RSTP
портовете

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 57

Роли на RSTP портовете

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 58

Конфигуриране на Rapid-PVST+
S1(config)#spaning-tree mode rapid-pvst
S1(config)#interface fa0/2
S1(config-if)# spaning-tree link-type point-to-point

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 59

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 60

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]


Slide 61

Благодаря за търпението!

П.Радойска КЕЕ-ТУ-София [email protected]