Spanning Tree Protocol (STP) Introduksjon - dummies

Spanning Tree Protocol (STP) ble utviklet før brytere ble opprettet for å håndtere et problem som oppstod med nettverk som implementerte nettverksbroer. STP tjener to formål: For det første forhindrer det problemer forårsaket av sløyfer på et nettverk. For det andre, når overflødige løkker er planlagt på et nettverk, omhandler STP avhjelping av nettverksendringer eller feil.

Forskjellen mellom en bro og en bryter er at en bryter fungerer som en multiportbro; Mens en bro kan ha to til fire porter, ser en bryter ut som et nav, og i et bedriftsnettverk vil det vanligvis være 12 til 48 porter. Når du går gjennom dette kapitlet, merk at STP-teknologien bruker begrepet broer, når du faktisk plasserer brytere (multiportbroer). På den tiden som STP ble opprettet, eksisterte ikke brytere. Klar som mudder?

STP er en Layer 2-protokoll som sender data frem og tilbake for å finne ut hvordan bryterne er organisert på nettverket og deretter tar all informasjonen den samler og bruker den til å lage et logisk tre. En del av informasjonen STP mottar, definerer nøyaktig hvordan alle nettverksbrytere er sammenkoblet.

STP bygger denne informasjonen ved å sende ut nettpakker som heter Bridge Protocol Data Units (BPDUer eller noen ganger BDUer). Disse BPDUene - eller rettere dataene i dem - styrer måten STP bestemmer nettverkstopologien på.

Følgende figur viser et grunnleggende nettverk med forenklede 4-sifrede MAC-adresser for bryterne. Alle bryterne på nettverket sender BPDU-rammer til hele nettverket, selv om et nettverk som ikke har noen løkker. Disse pakkene, som standard, sendes ut på nettverket hvert 2. sekund, er svært små, og påvirker ikke nettverkstrafikken negativt.

Hvis du utfører en pakkeopptak på et nettverk, må du imidlertid være oppmerksom på at disse pakkene raskt fyller oppfangingsskjermbildet ditt og kan distrahere når du vurderer dine innsamlede data. Den første prosessen med å sende BPDU-rammer bestemmer hvilken bryter som vil være Root Bridge og fungere som kontroller eller leder for STP på nettverket. Root Bridge er som standard bryteren med den numerisk laveste MAC-adressen.

Identifisere rotorporter

BPDU, som hver bryter sender, inneholder informasjon om bryteren og dens Bro ID som unikt identifiserer bryteren på nettverket. Bridge ID er laget av to komponenter: En konfigurerbar Bridge Priority-verdi (som er 32, 768 som standard) og bytte MAC-adressen.

Hvis ingen av bryterne på nettverket ditt har justert sine Bridge Priority-verdier, vil bryteren med den laveste MAC-adressen være Root Bridge; men hvis verdien for Bridge Priority på nettverket ditt er endret, vil Root Bridge være bryteren med den laveste verdien for Bridge Priority. Roten-broen som er vist i foregående figur er bryter 11: 11.

Etter at roten-broen er identifisert, bestemmer alle andre brytere den raskeste banen fra seg til roten-broen. Noen brytere har mer enn én bane til roten Bridge på grunn av en nettverkssløyfe. I foregående figur har bytte 11: 22 to veier, en som er to humle vekk fra rotbrøken og en som er en hopp unna.

Hvis hastigheten til nettverksteknologien er den samme for alle nettverkssegmenter, er banen med det minste antall humle betegnet som rotporten.

Bryteren identifiserer hvilken av grensesnittene som er Root Port. Hver nettverksteknologi har en nominell hastighet, så på grunn av teknologien til hvert nettverkssegment mellom bryteren og Root Bridge, er bryteren i stand til å beregne kostnaden for hver ledig bane.

Følgende tabell viser STP-kostnaden knyttet til hver nettverksteknologihastighet. Legg merke til i tabellen at datahastigheten er omvendt proporsjonal med STP-kostnaden.

Nettverkshastigheter og 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 den følgende figuren er alle rotenportene identifisert. I tilfelle at en bryter har to baner til roten-broen, og hver bane har samme kostnad, vil bryteren se på BPDU-rammene fra naboens skap på hver av stiene. Bryteren vil utpeke Root Port basert på naboen med den laveste Bridge ID.

Identifisering av utpekte havner

Hver bryter kjenner den minste kostnadsbanen å ta for å komme til Root Bridge, som kan kreve overføring av data til et annet bryters grensesnitt. For dette eksempel skyldes hovedbryteren som brukes i eksemplet referansebryteren og naboen naboen bryteren. Porten på neste nærmeste bryter (nabobryter) til rotbrøken som vender mot referansebryteren kalles

Betegnet port. Referansebryteren bruker den betegnede porten som vei for å komme til roten broen. Følgende figur identifiserer alle de utpekte havnene som nedstrømsbryterne vil bruke til å sende data til roten-broen.

Blokkeringsløkker

Du har fortsatt et enestående problem å løse. Det er fortsatt løkker på dette nettverket som truer med å bringe det nåværende nettverket ned Men ved å arbeide gjennom hvordan alle rotenporter og utpekte havner er tildelt, har du faktisk fullført arbeidet for å løse løkkeproblemet på nettverket.

I figuren umiddelbart før denne delen brukes bare to porter for å koble til nabobrytere som ikke er rotteporter eller utpekte porte.Fordi disse porter ikke har noen rolle tildelt dem, er de en del av en sløyfe på nettverket. Hvis du vurderer figuren, bør du kunne identifisere løkkene på nettverket. For å løse loopproblemet setter STP disse portene uten rolle i Blokkeringstilstand, noe som betyr at disse er

Blokkeringsporter. Blokkeringsportene er porter som ikke tillater trafikk å bli sendt eller mottatt gjennom porten; det blokkerer trafikken. I hovedsak kan du si at Blocking Ports har blitt deaktivert, men de er ikke deaktivert. Siden portene ikke er deaktivert, ser bryteren på den andre enden av lenken fortsatt linken som aktiv, men rammer som sendes over den linken (unntatt BPDU-rammer) blir tapt (blokkert).

Følgende figur viser det ferdige STP-diagrammet, inkludert blokkeringsportene.