Inledning - dummies

Spanning Tree Protocol (STP) utvecklades innan växlar skapades för att hantera ett problem som inträffade med nätverk som genomförde nätverksbroar. STP tjänar två syften: För det första förhindrar det problem som orsakas av loopar i ett nätverk. För det andra, när överflödiga loopar planeras på ett nätverk, handlar STP om att avhjälpa nätverksförändringar eller misslyckanden.

Skillnaden mellan en bro och en omkopplare är att en omkopplare fungerar som en multiportbro; medan en brygga kan ha två till fyra hamnar, en omkopplare ser ut som ett nav och i ett företagsnätverk brukar det ha 12 till 48 portar. När du går igenom det här kapitlet, notera att STP-tekniken använder termen broar, när du faktiskt placerar switchar (multiportbroar). Vid den tidpunkten som STP skapades fanns inte växlar. Klar som lera?

STP är ett Layer 2-protokoll som skickar data fram och tillbaka för att få reda på hur växlarna är organiserade i nätverket och sedan tar all information som den samlar och använder den för att skapa ett logiskt träd. En del av informationen som STP mottar definierar exakt hur alla nätverksväxlar är sammankopplade.

STP bygger denna information genom att skicka ut nätverkspaket som heter Bridge Protocol Data Units (BPDU eller ibland BDU). Dessa BPDU - eller snarare data i dem - styr hur STP bestämmer nätverkstopologin.

Följande bild visar ett grundläggande nätverk med förenklade 4-siffriga MAC-adresser för strömbrytarna. Alla omkopplare på nätverket skickar BPDU-ramar till hela nätverket, även om ett nätverk som inte har några loopar. Dessa paket skickas som standard ut på nätet varannan sekund, är mycket små och påverkar inte nätverkstrafiken negativt.

Om du pratar om ett paket i ett nätverk måste du vara medveten om att dessa paket snabbt fyller din inspelningsskärm och kan distrahera när du granskar din infångade data. Den första processen att skicka BPDU-ramar kommer att avgöra vilken växel som kommer att vara Root Bridge och fungera som controller eller chef för STP på nätverket. Root Bridge är som standard växeln med den numeriskt lägsta MAC-adressen.

Identifiera rotationsportar

Den BPDU som varje växel skickar innehåller information om växeln och dess Bro ID som unikt identifierar växeln på nätverket. Bridge ID är tillverkat av två komponenter: ett konfigurerbart Bridge Priority-värde (vilket är 32, 768 som standard) och omkopplarens MAC-adress.

Om ingen av omkopplarna på ditt nätverk har inställt sina Bridge Priority-värden, är växeln med den lägsta MAC-adressen Root Bridge; men om Bridge Priority-värdena på ditt nätverk har ändrats, kommer Root Bridge att vara omkopplaren med det lägsta beloppet för prioritet. Röda bron som visas i föregående bild är omkopplare 11: 11.

Efter att Root Bridge har identifierats, bestämmer alla andra omkopplare den snabbaste vägen från sig till Root Bridge. Vissa växlar har mer än en väg till rotbrunnen på grund av en nätverksslinga. I den föregående figuren har omkopplare 11: 22 två vägar, en som är två humle bort från rotbrunnen och en som är en hop bort.

Om hastigheten på nätverkstekniken är densamma för alla nätverkssegment, är sökvägen med det minsta antalet humle betecknad som rootporten.

Omkopplaren kommer att identifiera vilken av dess gränssnitt som är rootporten. Varje nätverksteknik har en nominell hastighet, så det är baserat på tekniken för varje nätverkssegment mellan brytaren och Root Bridge, omkopplaren kan beräkna kostnaden för varje tillgänglig sökväg.

Följande tabell visar STP-kostnaden för varje nätverksteknologihastighet. Notera i tabellen att datahastigheten är omvänd proportionell mot STP-kostnaden.

Nätverkshastigheter och STP-kostnader

Datahastighet	STP Kostnad
4 Mbps	5, 000, 000
10 Mbps	2, 000, 000
16 Mbps < 1, 250 000	100 Mbps
200 000	1 Gbps
20 000	2 Gbps
10 000	10 Gbps
2, 000	I följande figur identifieras alla Root Ports. I händelse av att en brytare har två vägar till rotbrunnen och varje väg har samma kostnad, kommer omkopplaren att titta på BPDU-ramarna från sin grannlådans granne på vardera vägen. Omkopplaren kommer att beteckna sin Root Port baserad på grann med det lägsta Bridge ID.

Identifiera utvalda portar

Varje strömbrytare vet att den billigaste vägen tar för att komma till Root Bridge, vilket kan kräva överföringsdata till en annan växels gränssnitt. För det här exemplet är huvudbrytaren som används i exemplet referensomkopplaren och dess granne grannomkopplaren. Hamnen på nästa närmaste omkopplare (grannströmbrytare) till rotbrunnen som står inför referensomkopplaren kallas

Designad port. Referensomkopplaren använder den anvisade porten som dess väg för att komma till Root Bridge. Följande bild identifierar alla de utsedda portarna som nedströmsomkopplarna kommer att använda för att skicka data till rotrobotten.

Blockera loopar

Du har fortfarande ett ettestående problem att lösa. Det finns fortfarande loopar på det här nätverket som hotar att ta bort det nuvarande nätverket. dock genom att arbeta igenom hur alla rotationsportar och utvalda hamnar är tilldelade har du faktiskt slutfört arbetet för att lösa loopproblemet i nätverket.

I bilden som föregår det här avsnittet används endast två portar för att ansluta till grannbrytare som varken är rotta portar eller utvalda portar.Eftersom dessa portar inte har någon roll som tilldelas dem, är de en del av en slinga i nätverket. Om du granskar siffran ska du kunna identifiera looparna i nätverket. För att lösa loopproblemet sätter STP dessa portar utan roll i blockerande tillstånd, vilket betyder att dessa är

Blocking Ports. Blockeringsportar är portar som inte tillåter trafik att skickas eller tas emot via porten. det blockerar trafiken. I huvudsak kan man säga att Blocking Ports har blivit inaktiverade, men de är inte inaktiverade. Eftersom portarna inte är inaktiverade ser länken i den andra änden av länken fortfarande länken som aktiv, men ramar som skickas över den här länken (exklusive BPDU-ramar) släpps (blockeras).

Följande bild visar det färdiga STP-diagrammet, inklusive blockeringsportarna.