Протокол связующего дерева

редактировать
Протокол компьютерной сети

Протокол связующего дерева (STP ) - это сетевой протокол, который создает свободную от петель логическую топологию для сетей Ethernet. Основная функция STP - предотвращение петель моста и разрывающего в результате широковещательного излучения. Связующее дерево также позволяет схеме сети резервные каналы, обеспечивающие отказоустойчивость в случае сбоя активного канала.

Как следует из названия, STP <которое134>связующее дерево, определяет взаимосвязь узлов в сети подключенных мостов уровня 2 , и отключает ссылки, которые не являются связующим деревом, оставляя один активный путь между любыми узлами сети. STP основан на алгоритме, который был изобретен Радией Перлман, когда она работала в Digital Equipment Corporation.

. В 2001 году IEEE представил Rapid Spanning Tree. Протокол (RSTP ) как 802.1w. RSTP значительно более быстрое восстановление в ответ на сетевые изменения или сбои, вводя для этого новые модели поведения конвергенции и роли моста. RSTP был разработан для обеспечения обратной совместимости со стандартным STP.

STP изначально был стандартизирован как IEEE 802.1D, но функциональность связующего дерева (802.1D), быстрого связующего дерева (802.1w) и множественного связующего дерева (802.1s) был включен в IEEE 802.1Q-2014.

Содержание

  • 1 Работа протокола
    • 1.1 Стоимость пути
    • 1.2 Состояния порта
  • 2 Конфигурация
    • 2.1 Корневой мост и идентификатор моста
    • 2.2 Путь к корневому мосту
    • 2.3 Tiebreakers
  • 3 Единицы данных протокола моста
    • 3.1 Поля данных протокола моста
  • 4 Стандарты протокола Spanning Tree
    • 4.1 Протокол Rapid Spanning Tree
      • 4.1.1 Операция Rapid Spanning Tree
  • 5 Стандарты протокола Spanning Tree для VLAN
    • 5.1 Собственные стандарты Spanning Tree VLAN
    • 5.2 Протокол множественного Spanning Tree
  • 6 Мостовое соединение по кратчайшему пути (SPB)
    • 6.1 Расширение системы координататора
  • 7 Недостатки и текущая практика
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

Работа протокола

Коммутаторы с протоколом связующего дерева работа в локальной сети (LAN). Один коммутатор - это основной мост STP. Все порты коммутатора, которые соединяют каналы между двумя коммутаторами, являются либо корневым портом (RP), либо назначенным портом (DP), либо заблокированным портом (BP). После сбоя алгоритма связующего дерева вычисляет и охватывает новое дерево с наименьшей стоимостью. После сбоя алгоритма связующего дерева вычисляет и охватывает новые имяее- дерево затрат. Коммутаторы с реализацией протокола Spanning Tree в локальной сети (LAN)

Потребность в протоколе Spanning Tree Protocol (STP) возникла потому, что коммутаторы в локальных сетей (LAN) часто соединяются между собой с использованием избыточных каналов для повышения устойчивости в случае сбоя одного из подключений. Эта конфигурация представляет собой конфигурацию петлю переключения, приводящую к широковещательному излучению и таблицу MAC нестабильности. Если для подключения коммутаторов используются резервные каналы, избегается петель переключения.

Чтобы избежать проблем, связанных с резервными ссылками в коммутируемой локальной сети, на коммутаторах реализован протокол STP для мониторинга топологии сети. Все ссылки между коммутаторами и, в частности, резервные ссылки занесены в каталог. Другой канал связующего дерева блокирует пересылку по избыточному каналу, устанавливаетя один предпочтительный канал между коммутаторами в локальной сети. Этот предпочтительный канал используется для всех кадров Ethernet, если он не выходит из строя, в этом случае включается нежелательный резервный канал. При реализации в сети STP назначает один коммутатор уровня 2 корневым мостом. Затем все коммутаторы выбирают лучшее соединение с корневым мостом для пересылки и блокируют другие резервные ссылки. Все коммутаторы постоянно обмениваются данными со своими соседями в сети с помощью блоков данных моста (BPDU).

При наличии нескольких каналов между двумя коммутаторами дополнительный мост STP рассчитывает стоимость каждый путь зависит от пропускной способности. STP выберет путь с наименьшей стоимостью, то есть с наибольшей пропускной способностью, в качестве предпочтительного канала. STP этот предпочтительный канал в качестве единственного пути, который будет включаться в качестве подключения к сети Ethernet между двумя коммутаторами, и отключит все другие возможные каналы, назначив порты коммутатора, которые используются в качестве предпочтительного пути, в качестве корневого порта.

После включения коммутаторов STP в локальной сети выбранного моста, все некорневые мосты назначают один из своих корневых портом. Это либо способ, который соединяет коммутатор с корневым мостом, либо. Не все коммутаторы подключены к корневому мосту, используя блоки данных протокола моста (BPDU) STP . Каждый коммутатор определяет общую стоимость пути к стоимости, полученной от соседних коммутаторов. После сложения стоимости всех путей к корневому мосту каждый коммутатор обозначает порт в качестве корневого порта, который подключается к пути с наименьшей стоимостью или максимальной пропускной способностью, что в итоге приводит к корневому мосту.

Стоимость пути

Стоимость пути для различных скоростей порта и вариантов STP
Скорость передачи данныхСтоимость STPСтоимость RSTP
(пропускная способность канала)(802.1 D-1998)(значение по умолчанию 802.1W-2004)
4 Мбит / с2505,000,000
10 Мбит / с1002,000,000
16 Мбит / с621,250,000
100 Мбит / с19200,000
1 Гбит / с420,000
2 Гбит / с310,000
10 Гбит / с22000
100 Гбит / сН / Д200
1 Тбит / сН / Д20

Стоимость пути ST по умолчанию была используана по формуле 1 Гбит / с / пропускная способность. Когда стали доступны более высокие скорости, значения по умолчанию были потеряны скорости выше 1 Гбит / с были бы неотличимы от STP. Его преемник RSTP использует аналогичную формулу с большим числителем: 20 Тбит / с / пропускная способность. Эти формулы приводят к примерным значениям в таблице.

Состояния портов

Все порты коммутатора в локальной сети, где включен протокол STP, распределены по категориям.

Блокировка
Порт это вызвало бы цикл переключения, если бы он был активен. Чтобы предотвратить использование зацикленных путей, пользовательские данные не отправляются и не принимаются через блокирующий порт. Данные BPDU все еще принимаются в состоянии блокировки. Заблокированный порт может перейти в режим пересылки, если другие ссылки не работают и алгоритм связанного дерева определяет, что порт может перейти в состояние пересылки.
Прослушивание
Коммутатор обрабатывает BPDU и ожидает, возможно, новая информация, которая заставит его вернуться в состояние блокировки. Он не заполняет таблицу MAC и не пересылает кадры.
Обучение
Хотя порт еще не пересылает кадры, он узнает адрес из источника полученных кадров и их в таблицу MAC.
Пересылка
Порт в нормальном режиме принимает и пересылает кадры. Порт отслеживает входящие BPDU, что указывает на то, что он должен вернуться в состояние блокировки для предотвращения образования петли.
Отключено
Сетевой администратор вручную отключил порт коммутатора.

Когда устройство работает сначала подключенный к порту оператора, он не начинает немедленно пересылать данные. Вместо этого он будет проходить через несколько состояний, пока обрабатывает BPDU и определяет топологию сети. Порт, подключенный к хосту, например компьютеру,теру или серверу, всегда переходит в состояние пересылки, хотя и с задержкой около 30 секунд, пока он проходит через состояние прослушивания и обучения. Время, установленное в состоянии прослушивания и обучения, определено значение, проведенное как задержка пересылки (по умолчанию 15 секунд и установлено корневым мостом). Если подключен другой коммутатор , порт может оставаться в режиме блокировки, если определено, что это вызовет петлю в сети. BPDU уведомления об изменении топологии (TCN) используются для информирования других коммутаторов об изменениях портов. TCN вводятся в сеть некорневым коммутатором и распространяются на корень. После получения TCN коммутатор установит флаг изменения топологии в своих обычных BPDU. Этот флаг распространяется на все другие коммутаторы и предписывает быстро устаревать записи в таблице пересылки.

Конфигурация

Перед настройкой STP необходимо тщательно спланировать топологию сети. Базовая конфигурация требует, чтобы STP был включен на всех коммутаторах в отдельных сетях и на каждом, выбрана одна и та же версия STP. Администратор может определить, какой коммутатор будет корневым мостом, соответствующим образом настроить коммутаторы. Если основной мост выходит из строя, протокол автоматическиит новый мост на основе системы моста. Если все коммутаторы имеют один и тот же идентификатор моста, например, по умолчанию, главный мост выходит из строя, возникает ситуация связи, и протокол назначает один коммутатор в корневом мосту на основе MAC-адресов коммутатора. После того, как коммутатор был назначен идентификатор моста и протокол выбрал коммутатор корневого моста, лучший путь к корневому мосту используется на основе стоимости порта, стоимости пути и приоритета порта. В конечном итоге STP рассчитывает стоимость пути на основе пропускания канала, однако каналы между коммутаторами могут иметь одинаковую полосу пропускания. Администраторы могут повлиять на выбор протоколом предпочтительного пути, настроив стоимость порта. Чем ниже стоимость порта, тем больше вероятность того, что протокол выберет подключенное соединение в качестве корневого порта для предпочтительного пути. Выбор того, как другие коммутаторы в топологии выбирают свой основной порт или наименования затратный путь к корневому мосту, может зависеть от приоритета порта. Наивысший приоритет будет означать. Если все порты коммутатора имеют одинаковый приоритет, для пересылки кадров выбирается порт с наименьшим номером.

Корневой мост и идентификатор моста

Пример сети. Пронумерованные поля предоставляют собой мосты, то есть коммутаторы в локальной сети. Число - это идентификатор моста. Облака с буквами предоставляет собой сегменты сети. Наименьший идентификатор моста - 3. Следовательно, мост 3 является корневым мостом.

Корневой мост связующего дерева - это мост с наименьшим (самым низким) электрическим мостом. Каждый мост имеет настраиваемый номер приоритета и MAC-адрес; идентификатор моста - это конкатенация приоритета моста и MAC-адреса. Например, идентификатор моста с приоритетом 32768 и MAC 0200.0000.1111 - 32768.0200.0000.1111. По умолчанию приоритет моста равен 32768 и может быть настроен только кратным 4096. При сравнении двух показателей моста сначала сравниваются части приоритета, а MAC-адреса сравниваются, только если приоритеты равны. Коммутатор с самым низким приоритетом из всех коммутаторов будет корневым; если есть связь, то коммутатор с самым низким приоритетом и самым низким MAC-адресом будет корневым. Например, если коммутаторы A (MAC = 0200.0000.1111) и B (MAC = 0200.0000.2222) имеют приоритет 32768, то коммутатор A будет выбран в качестве корневого моста. Если сетевые администраторы хотят, чтобы коммутатор стал корневым мостом, они должны установить его приоритет ниже 32768.

Путь к корневому мосту

Последовательность событий для определения наилучшего полученного BPDU (наилучший путь к корню):

  • наименьший идентификатор корневого моста - указанный мост
  • наименьший идентификатор корневого моста - предпочтительный восходящий коммутатор с наименьшим затратами для корневого моста
  • Самый низкий идентификатор моста отправителя - Служит для разрешения конфликтов, если несколько восходящие коммутаторы имеют равную стоимость для корневого
  • Самый низкий идентификатор порта отправителя - Служба разрешения конфликтов, если коммутатор несколько (не-Etherchannel) ссылок на одиночный коммутатор восходящего направления, где:
    • ID моста = приоритет (4 бита) + локально назначенное расширение системного ID (12 бит) + ID [MAC-адрес] (48 бит); приоритет моста по умолчанию - 32768, а
    • ID порта = приоритет (4 бита) + ID (номер интерфейса) (12 бит); приоритет по умолчанию - 128.

Tiebreakers

Связь пути: путь с наименьшей стоимостью к корню из сетевого порта через мост 92. Следовательно, назначенный порт для сетевого портала - это порт, соединяет мост 92 в сегменте сети e.
Корневые порты
Когда несколько путей от моста используются путями с наименьшей стоимостью, выбранный путь использует соседний мост с нижним указателем моста. Таким образом, главный порт - это тот, который подключается к мосту с наименьшим указателем моста. Например, на рисунках, если бы коммутатор 4 был подключен к сегменту сети вместо сегмента f, было бы два пути длиной 2 к корню, один путь проходил бы через мост 24, а другой через мост 92. Сегодня их два пути с наименьшей стоимостью, нижний идентификатор моста (24)
Пути
Когда более одного моста в сегменте приводят к пути с наименьшей стоимостью к корню, мост с нижним мостом используется для пересылки сообщений корню. Порт, соединяющий этот мост с сетевым сегментом, является назначенным портом для сегмента. На рисунках показаны два пути с наименьшей стоимостью от сегмента сети d до корня: один проходит через мост 24, а - через мост 92. Идентификатор нижнего моста равен 24, поэтому средство разрешения конфликта указывает, что назначенный порт являетсятом через какой сегмент сети d подключен к мосту 24. Если бы мосты моста были равны, то мост с наименьшим MAC-адресом имел бы назначенный порт. В любом случае проигравший порт как заблокированный.
Назначенные порты
Когда модуль моста имеет один порт в одном сегменте сети, идентификатор моста привязан, как и все корневые параметры пути (все равны нулю). Порт в этом сегменте LAN с наименьшим используемым порталом становится назначенным портом. Он переводится в режим пересылки, в то время как все остальные порты корневого моста в том же сегменте LAN становятся неназначенными портами и переводятся в режим блокировки. Не все мостов следуют этим правиламу, вместо этого производители порты корневого моста устанавливают портами и переводят их все в режим переадресации.
Окончательное решение проблемы
В некоторых случаях все еще может существовать ничья, например, когда центральный мост имеет несколько активных портов в одном из сегментов локальной сети (см. Выше) с одинаково низкими затратами корневого пути и подключаторами мостов, или, в других случаях, несколько мостов соединены кабелями и границами портами. В каждом случае один мост может иметь несколько кандидатов в качестве корневого порта. В этих случаях кандидаты на первый порт уже получили BPDU, предлагающие одинаково низкие (т. Е. «Лучшие») затраты на основной путь и столь же низкие (т. Е. «Лучшие») пути решения мостов, и последнее разрешение конфликтов переходит к порту, который получил самый низкий (т.е. «лучший») идентификатор порта или идентификатор порта.

Единицы данных протокола моста

Вышеупомянутые правила определяют способ определения, какое связующее дерево будет вычислено алгоритмом, но правила в виде, в котором они написаны, требуют знания всей сети. Определенный номер и вычислить роль порта (назначенный или заблокированный) только с той информацией, которая у них есть. Чтобы обеспечить возможность, что каждый мост имеет достаточно информации, используются называемые Блоками данных протокола моста (BPDU ) для обмена информацией обаторах моста и корневого путиого.

A мост отправляет кадр BPDU, используя уникальный MAC-адрес самого порта адреса в качестве источника и адреса назначения многоадресного адреса STP 01: 80: C2: 00: 00: 00.

В исходной спецификации STP есть два типа BPDU (расширение Rapid Spanning Tree (RSTP), использует определенный BPDU RSTP):

  • Конфигурационный BPDU (CBPDU), инструмент для вычисления Spanning Tree
  • Уведомление об изменении топологии (TCN) BPDU, используется для сообщений об изменениях в топологии сети.

Блоки BPDU регулярно обмениваются (по умолчанию каждые 2 секунды) и позволяют коммутаторам отслеживать сетевые изменения, а также запускать и останавливать пересылку на портах как требуется. Чтобы предотвратить задержку при подключении хостов к коммутатору и во время некоторых изменений топологии, был разработан Rapid STP, который позволяет порту коммутатора быстро переходить в состояние пересылки в таких ситуациях.

Поля блока данных протокола моста

IEEE 802.1D и IEEE 802.1aq BPDU имеют следующий формат:

1. ID протокола: 2 байта (0x0000 IEEE 802.1D) 2. ID версии: 1 байт (0x00 Config TCN / 0x02 RST / 0x03 MST / 0x04 SPT BPDU) 3. Тип BPDU: 1 байт (0x00 STP Config BPDU, 0x80 TCN BPDU, 0x02 RST / MST Config BPDU) 4. Флаги: 1 байтовые биты: использование 1: 0 или 1 для изменения топологии 2: 0 (не используется) или 1 для предложения в RST / MST / SPT BPDU 3-4: 00 (не используется) или 01 для альтернативной роли порта / резервного копирования в RST / MST / SPT BPDU 10 для роли корневого порта в RST / MST / SPT BPDU 11 для роли порта, указанной в RST / MST / SPT BPDU 5: 0 (не используется) или 1 для обучения в RST / MST / SPT BPDU 6: 0 (не используется) или 1 для пересылки в RST / MST / SPT BPDU 7: 0 (не используется) или 1 для согласования в RST / MST / SPT BPDU 8: 0 или 1 для подтверждения изменения топологии 5. Root ID: 8 байтов (CIST Root ID в MST / SPT BPDU) биты: использование 1-4: Приоритет корневого моста 5-16: Расширение идентификатора системы корневого моста 17-64: MAC-адрес корневого моста 6. Стоимость корневого пути: 4 байтов (стоимость внешнего пути CIST в MST / SPT BPDU) 7. Идентификатор моста: 8 байтов (идентификатор регионального корня CIST в MST / SPT BPDU) биты: использование 1-4: Приоритет моста 5-16: Расширение идентификатора системы моста 17-64: MAC-адрес моста 8. ID порта: 2 байта 9. Возраст сообщения: 2 байта в 1/256 секунды 10. Максимальный возраст: 2 байта в 1 / 256 секунд 11. Время приветствия: 2 байта за 1/256 секунды 12. Задержка пересылки: 2 байта за 1/256 секунды 13. Длина версии 1: 1 байт (0x00 информация о протоколе версии 1 отсутствует. RST, MST, SPT только BPDU) 14. Версия 3 Длина: 2 байта (только MST, SPT BPDU) TCN BPDU включает только поля 1-3.

Стандарты протокола Spanning Tree

Первый протокол связующего дерева был изобретен в 1985 году в Digital Equipment Corporation Radia Perlman. В 1990 году IEEE опубликовал первый стандарт протокола как 802.1D, основанный на алгоритме, разработанном Перлманом. Последующие версии были опубликованы в 1998 и 2004 годах, включая различные расширения. Оригинальный протокол Spanning Tree, вдохновленный Перлманом, называемый DEC STP, не является стандартом и отличается от версии IEEE форматом сообщений, а также настройками таймера. Некоторые мосты реализуют как IEEE, так и DEC версии протокола Spanning Tree Protocol, но их взаимодействие может создать проблемы для сетевого администратора, о чем свидетельствует проблема, описанная в интерактивном документе Cisco.

Различные реализации протокола работа стандарта не гарантируется, например, из-за различий в настройках таймера по умолчанию. IEEE рекомендует поставщикам предоставлять «Заявление о соответствии реализации протокола », в которомдекларируются реализованные возможности и опции, чтобы помочь определить, будут ли реализации правильно взаимодействовать.

Rapid Spanning Tree Protocol

В 2001 году IEEE представил Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) как 802.1w. RSTP значительно более быструю сходимость связующего после изменений топологии, вводя для этого новые модели поведения сходимости и роли портов моста. RSTP был разработан для обратной совместимости со стандартным STP.

В то время как STP может занять от 30 до 50 секунд, чтобы ответить на изменение топологии, RSTP обычно может реагировать на изменения в пределах 3-кратного времени приветствия (по умолчанию: 3 раза по 2 секунды) или в нескольких миллисекунд физического сбой связи. Время приветствия - это важный и настраиваемый интервал времени, который используется RSTP для нескольких целей; его значение по умолчанию - 2 секунды.

Стандарт IEEE 802.1D-2004 включает RSTP и отменяет исходный стандарт STP.

Операция быстрого связующего дерева

RSTP or новые роли порта моста для ускорения сходимости после сбоя связи. Количество состояний, в котором может находиться порт, было уменьшено до трех вместо первоначальных STP.

Роли порта моста RSTP:

  • Корневой - порт пересылки, который является лучшим портом от некорневого моста к корневому мосту
  • Назначенный - портсылки для каждого сегмента сети
  • Альтернативный - альтернативный путь к корневому мосту. Этот путь отличается от корневого порта
  • Резервный путь - резервный / резервный путь к сегменту, к которому уже подключен другой порт моста.
  • Отключено - не строго часть STP, сетевой администратор может вручную отключить порт

состояния порта коммутатора RSTP:

  • Отключение - данные пользователя не отправляются через порт.
  • Обучение - порт еще не пересылает кадры, но заполняет свой MAC-адрес -таблица
  • Пересылка - Порт полностью готов к работе

Рабочие детали RSTP:

  • Обнаружение сбоя корневого коммутатора выполнено за 3 раза приветствия, что составляет 6 секунд, если время приветствия по умолчанию не было изменено.
  • Порты можно настроить как граничные порты, если они подключены к локальной сети, к которой не подключены другие мосты. Эти граничные порты переходят непосредственно в состояние пересылки. RSTP по-прежнему продолжает смотреть порт на предмет BPDU в случае подключения моста. RSTP также можно настроить для автоматического обнаружения граничных портов. Как только мост обнаруживает, что BPDU поступает на граничный порт, порт становится не граничным портом.
  • RSTP вызывает соединение между двумя или более коммутаторами как соединение «канального типа». Предполагаемый, что порт, работающий в полнодуплексном режиме, является двухточечным каналом, тогда как полудуплексный порт (через концентратор) по умолчанию считается разделяемым портом. Этот автоматический параметр типа ссылки может быть отменен явной конфигурации. RSTP улучшает конвергенцию двухточечных соединений за счет сокращения времени Max-Age до 3-х кратного интервала Здравствуйте, удаление состояния прослушивания STP и обмена квитированием между двумя коммутаторами для быстрого перехода в состояние пересылки. RSTP ничем не отличается от STP для общих ссылок.
  • В отличие от STP, RSTP будет отвечать на пакеты BPDU, отправленные со стороны корневого моста. Мост РСТП «предлагает» информацию о своем связующем дереве назначенным портам. Если другой мост RSTP устанавливает эту информацию о главном корне, он устанавливает всех остальных портов. Мост может отправить первому мосту "соглашение", подтверждающее информацию о его вышестоящем связующем дереве. Первый мост, получив это соглашение, знает, что может быстро перевести этот порт в состояние пересылки, минуя переход состояния прослушивания / обучения. По сути, это создает каскадный эффект от корневого моста. Это один из основных элементов, который позволяет RSTP достичь более быстрого времени конвергенции, чем STP.
  • Как обсуждалось выше в деталях роли порта, RSTP поддерживает детали резервного копирования, соответствующие отбрасывания портов. Это позволяет избежать тайм-аутов, если текущие порты пересылки вышли из строя или BPDU не были получены на корневом порту в течение определенного интервала.
  • RSTP вернется к устаревшему STP на интерфейсе, если будет устаревшая версия STP BPDU на этом порту.

Стандарты протокола связующего дерева для сетей VLAN

STP и RSTP не разделяют порты коммутатора по VLAN. Однако в Ethernet коммутируемых средах, где существует несколько виртуальных локальных сетей (VLAN), часто желательно создавать несколько связующих деревьев, чтобы трафик из разных VLAN использовал разные ссылки.

Собственные стандарты протокола Spanning Tree VLAN

До того, как IEEE опубликовал стандартный протокол Spanning Tree для VLAN, ряд поставщиков, продававших коммутаторы с поддержкой VLAN, разработали свои собственные версии протокола Spanning Tree Protocol, поддерживающие VLAN. Cisco разработала внедренный протокол Spanning Tree для каждой VLAN (PVST) проприетарный протокол с использованием собственного проприетарного Inter-Switch Link (ISL) для VLAN инкапсуляция и PVST +, который использует 802.1Q инкапсуляцию VLAN. Оба стандарта реализуют отдельное связующее дерево для каждой VLAN. Коммутаторы Cisco теперь обычно реализуют PVST + и могут реализовывать Spanning Trees для VLAN только в том случае, если другие коммутаторы в LAN реализуют тот же протокол STP VLAN. Очень немногие коммутаторы других производителей различные проприетарные протоколы Cisco. HP обеспечивает совместимость с PVST и PVST + в некоторых своих сетевых коммутаторах. Некоторые устройства от Force10 Networks, Alcatel-Lucent, Extreme Networks, Avaya, Brocade Communications Systems и Сетевые технологии BLADE База PVST +. Extreme Networks делает это двумя ограничениями: отсутствие поддержки на портах, где VLAN нетегированная / собственная, а также VLAN с ID 1. PVST + может туннелировать через MSTP Region.

Поставщик коммутатора Juniper Networks, в свою очередь, разработал и внедрил свой протокол связующего дерева VLAN (VSTP) для обеспечения совместимости с Cisco PVST, так что коммутаторы от обоих поставщиков могут быть включены в одну локальную сеть. Протокол VSTP поддерживается только сериями EX и MX от Juniper Networks. Есть два ограничения совместимости VSTP:

  1. VSTP поддерживает только 253 различных топологии связующего дерева. Если имеется более 253 VLAN, рекомендуется настроить RSTP в дополнение к VSTP, а VLAN за пределами 253 будут обрабатываться RSTP.
  2. MVRP не поддерживает VSTP. Если этот протокол используется, членство в VLAN для магистральных интерфейсов должно быть статически настроено [1].

По умолчанию VSTP использует протокол RSTP в качестве основного протокола связующего дерева, но использование STP может быть принудительным, если сеть включает старые мосты [2]. Дополнительная информация по настройке VSTP на коммутаторах Juniper Networks опубликована в официальной документации Общие сведения о VSTP.

Cisco также опубликовала проприетарную версию Rapid Spanning Tree Protocol. Он создает связующее дерево для каждой VLAN, как и PVST. Cisco называет это Rapid Per-VLAN Spanning Tree (RPVST).

Протокол множественного связующего дерева

Протокол множественного связующего дерева (MSTP), используемый в IEEE 802.1s -2002, а объединенный в IEEE 802.1Q -2005, укажите расширение RSTP для дальнейшего повышения полезности виртуальных локальных сетей (VLAN).

В стандарте связующее дерево, отображающее одну или несколько сетей VLAN, называется множественным связующим деревом (MST). Если MSTP реализован, связующее дерево может быть определено для отдельных VLAN или для групп VLAN. Кроме того, администратор может определять альтернативные пути в связующем дереве. Сети VLAN должны быть назначены так называемому экземпляру множественного связующего дерева (MSTI). Коммутаторы сначала назначаются региону MST, VLAN сопоставляются или назначаются этому MST. Общее связующее дерево (CST) - это MST, которому сопоставлены несколько VLAN, эта группа VLAN называется MST Instance (MSTI). CST совместимы со стандартами STP и RSTP. MST, которой назначена только одна VLAN, является внутренним связующим деревом (IST).

В отличие от некоторых проприетарных реализаций связующего дерева для каждой VLAN, MSTP включает всю информацию своего связующего дерева в один формат BPDU. Это не только уменьшает количество BPDU, необходимых в сети для передачи информации связующего дерева для каждой VLAN, но также обеспечивает обратную совместимость с RSTP (по сути, с классическим STP). MSTP делает это путем кодирования дополнительной информации о регионе после стандартного RSTP BPDU, а также ряд сообщений MSTI (от 0 до 64 экземпляров, хотя на практике многие мосты меньше). Каждое из этих сообщений конфигурации MSTI передает информацию связующего дерева для каждого экземпляра. Каждому экземпляру может быть назначено количество настроенных VLAN, и кадры (пакеты), назначенные этим VLAN, работают в этом экземпляре связующего любого любого раз, когда они находятся внутри области MST. Чтобы избежать передачи всей своей VLAN в сопоставление связующего дерева в каждом BPDU, мосты кодируют MD5-дайджест своей VLAN в таблицу экземпляров в MSTP BPDU. Этот дайджест затем используется другими мостами MSTP вместе с другими административно настроенными значениями, чтобы определить, находится ли соседний мост в той же области MST, что и он сам.

MSTP полностью совместимо с мостами RSTP, в том смысле, что BPDU MSTP может интерпретироваться мостом RSTP как BPDU RSTP. Это не только обеспечивает совместимость с мостами RSTP без изменений конфигурации, но также обеспечивает любые мосты RSTP за пределами региона MSTP видеть регион как один мост RSTP, независимо от количества мостов MSTP внутри самого региона. Чтобы еще больше упростить представление о MST как единственном мосте RSTP, протокол MSTP использует переменную, известную как оставшиеся переходы, в качестве счетчика времени жизни вместо таймера срока действия сообщения, используемого RSTP. Время возрастает только один раз, когда информация будет рассматриваться в области MST, и поэтому мосты RSTP будут рассматривать область как только один «переход» в связующеме. Порты на краю области MST, подключенные к мосту RSTP или STP или конечной точке, называются граничными портами. Как и в RSTP, эти порты можно настроить как граничные порты, чтобы облегчить быстрое изменение состояния пересылки при подключении к конечным точкам.

Мост по кратчайшему пути (SPB)

IEEE утвердил стандарт IEEE 802.1aq в мае 2012 года, также известный и документированный в большинстве книг как пути (СПБ). SPB позволяет резервным каналам между коммутаторами быть активными через несколько путей с одинаковой стоимостью и обеспечивает более крупные топологии уровня 2, более быструю конвергенцию и улучшает использование топологической ячеистой сети за счет увеличения пропускной способности между всеми устройствами, позволяя распределять нагрузку по путям ячеистая сеть. SPB объединяет несколько функций, включая протокол связующего дерева (MSTP), быстрый протокол связующего дерева (RSTP), агрегацию каналов и протокол регистрации нескольких MAC- (MMRP) в одном протокол состояния канала. SPB разработан для того, чтобы исключить исключить человеческую ошибку во время настройки и принципа plug-and-play, который установил Ethernet как фактический протокол на уровне 2.

Расширение идентификатора системы

Идентификатор моста, или BID - это поле внутри пакета BPDU. Его длина составляет восемь байтов. Первые два байта - это приоритет моста, целое число без знака от 0 до 65 535. Последние шесть байтов - это MAC-адрес, предоставленный мостом. До IEEE 802.1D-2004 первые два байта давали приоритет моста 16 бит. Начиная с IEEE 802.1D-2004, первые четыре бита являются настраиваемым приоритетом, а последние двенадцать битов несут расширение системы моста. В случае MST расширение идентификатора системы моста несет номер экземпляра MSTP. Некоторые поставщики устанавливают расширение идентификатора системы моста для переноса идентификатора VLAN, позволяющего использовать другое связующее дерево для каждой VLAN, например Cisco PVST.

. Недостатки и текущая практика

Spanning tree is более старый протокол с более длительным временем удержания по умолчанию, который управляет конвергенцией состояния протокола. Неправильное использование или внедрение может способствовать сбоям в работе сети. Идея блокировки ссылок - это то, что клиенты в наши дни не принимают как подходящее решение для обеспечения высокой доступности. Современные сети могут использовать все подключенные каналы с помощью протоколов, которые запрещают, контролируют или подавляют естественное поведение логических или физических петель топологии.

Методы виртуализации коммутаторов, такие как HPE IRF, Aruba VSF и Cisco VSS, объединяют несколько коммутаторов в единый логический объект. группа агрегации каналов с несколькими шасси работает как обычная магистраль LACP, только распределяется через несколько коммутаторов. И наоборот, технологии разделения разделяют одно физическое шасси на несколько логических объектов.

На границе сети обнаружение петель настроено для предотвращения случайных петель пользователями.

См. Также

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть носители, относящиеся к протоколу связующего дерева.
Последняя правка сделана 2021-06-09 01:41:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте