- STP menghalang gelung pada Lapisan 2 dengan mencipta pepohon logik dan menyekat pautan berlebihan.
- Akar dipilih mengikut keutamaan dan MAC; kos pelabuhan menentukan laluan
- RSTP dan MSTP meningkatkan penumpuan dan membenarkan berbilang kejadian bagi setiap VLAN
- Menetapkan keutamaan, kos dan mod kelebihan meminimumkan ribut dan mempercepatkan pemulihan.
Dalam rangkaian moden, lebihan fizikal adalah penting untuk mengelakkan masa henti sekiranya berlaku kegagalan, tetapi lebihan yang sama boleh menyebabkan gelung Lapisan 2 yang menyebabkan segala-galanya terhenti. Protokol Spanning Tree, atau STP, ialah pengawal trafik yang menghalang gelung tersebut. tanpa melepaskan pautan sandaran.
Jika anda bekerja dengan bertukar dan pautan berlebihan, STP ialah salah satu asas yang perlu anda kuasai. Logiknya mencipta topologi logik seperti pokok bebas gelung, menyekat lebihan laluan dan, apabila sesuatu gagal, mengaktifkan semula pautan alternatif dalam beberapa saat, memastikan rangkaian kekal.
Apakah STP dan mengapa ia penting dalam rangkaian berlebihan?
STP dilahirkan daripada algoritma yang direka oleh Radia Perlman pada tahun 80-an dan telah diseragamkan oleh IEEE 802.1D dan merupakan sebahagian daripada protokol rangkaian. Ia beroperasi pada lapisan 2 model OSI dan misinya adalah mudah: benarkan pautan fizikal yang berlebihan wujud tetapi menghalang gelung beralih daripada membentuk yang mencetuskan ribut penyiaran.
Dalam lapisan 2 tiada medan TTL seperti dalam lapisan 3, jadi Jika gelung dijana, bingkai siaran dan berbilang hantaran boleh beredar selama-lamanya., menggunakan lebar jalur dan CPU sehingga menyebabkan LAN tidak dapat digunakan. STP menyelesaikan masalah ini dengan menjana satu laluan logik aktif dan memastikan yang lain disekat sebagai sandaran.
Dari segi sejarah, dua perisa awal wujud bersama, iaitu DEC dan piawaian IEEE, yang tidak serasi antara satu sama lain. Hari ini versi IEEE disyorkan, dan dalam praktiknya RSTP (802.1w) telah menggantikan STP asal kerana masa penumpuannya yang lebih cepat. Selain itu, pada tahun 2012, IEEE meluluskan 802.1aq Shortest Path Bridging sebagai evolusi untuk menggantikan 802.1D, 802.1w dan 802.1s dalam senario tertentu.
Butiran praktikal: Pokok spanning kekal berkuat kuasa sehingga perubahan topologi dikesan; dalam sesetengah konteks, hayat maksimumnya dianggap dilanjutkan sehingga lima minit jika tidak dikemas kini, walaupun dalam pengeluaran, kawalan sebenar dikenakan oleh pemasa dan BPDU yang ditukar antara suis.
Cara STP Berfungsi: Pilihan Raya Akar, Pelabuhan dan BPDU
Logik STP adalah untuk menghapuskan laluan berlebihan secara logik. Mula-mula pilih suis akar, dan dari situ kirakan topologi pokok yang menentukan port mana yang hendak dimajukan dan mana yang hendak disekat untuk menghalang gelung.
Elección del Akar Jambatan. Apabila dimulakan, setiap suis menganggap dirinya sebagai punca dan menghantar BPDU dengan pengecam punca dan penghantarnya sendiri. Jambatan Root memutuskan dengan ID Jambatan terendah, yang terdiri daripada keutamaan boleh dikonfigurasikan dan alamat MAC; keutamaan lalai biasanya 32768, dan disyorkan untuk menetapkannya kepada gandaan 4096 jika anda ingin memaksa siapa yang akan menjadi punca.
Pelabuhan dan kos. Setelah akar dipilih, Setiap suis mengira Port Rootnya, port dengan kos terendah ke akarKos ialah jumlah kos pautan di sepanjang laluan dan berkaitan dengan lebar jalur (kelajuan lebih tinggi, kos lebih rendah). Kos ini ialah parameter per-port yang boleh dilaraskan jika kita perlu memaksa laluan.
Pelabuhan yang ditetapkan dan disekat. Pada setiap segmen yang dikongsi antara dua peranti, Pelabuhan Ditetapkan dipilih, yang menawarkan laluan terbaik ke akar. Port bukan akar dan tidak ditetapkan diletakkan dalam keadaan menyekat untuk memecahkan gelung dan bertindak sebagai sandaran jika pautan gagal.
Jambatan yang ditetapkan. Jika anda melihatnya melalui peranti, Suis dengan kos terendah kepada akar pada segmen dianggap sebagai suis yang ditetapkan untuk segmen itu, dan port berkaitannya ialah Pelabuhan Ditetapkan.
negeri pelabuhan. Dalam STP klasik, port boleh menyekat, mendengar, belajar, memajukan atau dilumpuhkan. Peralihan biasa melibatkan mendengar dan belajar sebelum memajukan., dan kelewatan pemajuan biasanya 15 saat setiap keadaan, ditakrifkan oleh punca. RSTP mempercepatkan proses ini dengan ketara.
Pemasa dan penumpuan. Menukar konfigurasi pertukaran BPDU secara berkala, biasanya setiap 2 saat.Mesej ini membenarkan rangkaian untuk kekal disegerakkan, mengesan perubahan dan mengira semula pokok apabila perlu.
BPDU dan alamat destinasi. BPDU dihantar dengan alamat destinasi multicast yang ditempah STP 01:80:C2:00:00:00, menggunakan sebagai sumber MAC port yang mengeluarkan BPDUDalam STP asal terdapat dua jenis: Config BPDU, untuk pengiraan pokok, dan TCN BPDU, untuk memberitahu perubahan topologi.
Perubahan topologi. Apabila port berubah keadaan atau pautan turun, suis menjana TCN ke arah akarSuis ditetapkan yang menerima pemberitahuan ini bertindak balas dengan tetapan BPDU biasa bit TCA, dan akar menyebarkan notis perubahan ke seluruh rangkaian, meminta penuaan jadual MAC yang cepat untuk menstabilkan penghantaran semula.
Kelakuan semasa menyambungkan peranti. Jika anda menyambungkan hos ke port terkonfigurasi standard, Pelabuhan akan mengambil masa kira-kira 30 saat untuk memasuki penghantaran kerana ia mesti melalui pendengaran dan pembelajaran dengan memproses BPDU. Jika terdapat suis di sisi lain dan pautan itu mencipta gelung, port mungkin kekal disekat.
Versi, konfigurasi praktikal dan cadangan
RSTP dan MSTP. Pokok Rentang Cepat (802.1w) mengurangkan penumpuan minit kepada saat dan dinasihatkan dalam kebanyakan persekitaran hari ini. Pokok Spanning Berbilang (802.1s) membenarkan berbilang kejadian dipetakan ke kumpulan VLAN, mengoptimumkan trafik di sepanjang laluan logik yang berbeza.
Per-VLAN STP. Dalam pelaksanaan per-VLAN, Boleh ada satu jambatan akar bagi setiap contoh, membenarkan pengimbangan beban merentas VLAN. Sesetengah pengeluar menawarkan PVST+ dan RPVST+, yang menjalankan 802.1D atau 802.1w setiap VLAN dengan ciri seperti PortFast, UplinkFast, BackboneFast, BPDU Guard, BPDU Filter, Root Guard dan Loop Guard.
SPB 802.1aq. Bridging Laluan Terpendek telah diluluskan pada tahun 2012 untuk memudahkan domain Lapisan 2 yang besar dan menggantikan 802.1D, 802.1w dan 802.1s dalam senario tertentu, walaupun penggunaannya bergantung pada peralatan dan keperluan rangkaian.
Langkah logik STP. Untuk membina topologi bebas gelung, algoritma mengikut langkah berikut: pilih jambatan akar, pilih port akar pada port bukan akar, tentukan port yang ditetapkan bagi setiap segmen, dan sekat alternatif. Dengan cara ini, satu laluan logik aktif diperoleh antara mana-mana pasangan mata.
Topologi biasa. Dalam gelang beberapa suis, STP atau RSTP menyekat salah satu pautan dalam gelanggang dan pastikan suis yang tinggal bersedia untuk mengambil tindakan pada kegagalan pertama. Adalah dinasihatkan agar semua suis dikonfigurasikan sebelum menyambungkannya untuk mengelakkan ribut dalam boot.
Tetapan keutamaan. Untuk memaksa siapa yang akan menjadi akar, Mengurangkan keutamaan suis yang dikehendaki di bawah nilai lalai 32768 dalam gandaan 4096; sekiranya berlaku seri, alamat MAC terendah menang. Dalam MSTP, adalah perkara biasa untuk merujuk kepada CIST dan keutamaan yang berkaitan dengannya.
Kos laluan. Kos digunakan setiap port dan bergantung pada jenis pautan (Ethernet, FastEthernet, GigabitEthernet, dll.). Anda boleh melaraskan kos setiap port secara manual untuk mempengaruhi pemilihan laluan dan memaksa laluan pilihan.
Edge dan PortFast. Pada port akses tempat anda menyambungkan hos, aktifkan mod tepi atau PortFast supaya port melompat ke hadapan hampir serta-merta dan tidak menunggu kelewatan mendengar dan pembelajaran.
Keserasian dan pengecualian. Pada sesetengah peranti, Anda tidak boleh mendayakan kedua-dua mekanisme pengesanan STP dan gelung pada masa yang sama. di pelabuhan yang sama; suis itu sendiri akan menggesa anda untuk memilih. Selain itu, mencampurkan versi STP secara sembarangan boleh menyebabkan masalah saling kendali.
Langkah-langkah antara muka grafik biasa. Pada suis terurus, aliran biasanya: Dayakan STP atau RSTP secara global, dayakannya pada port yang dikehendaki, dan sahkan contoh. Keutamaan jambatan ditetapkan dalam parameter global dan mod tepi digunakan setiap port.
Contoh konfigurasi CLI. Pada banyak peranti, urutannya menyerupai yang berikut: Dayakan protokol secara global, tetapkan keutamaan jika anda ingin menjadi root, aktifkan pada port dan sahkan status.
mengkonfigurasi terminal keadaan global spanning-tree dayakan keutamaan spanning-tree 24576 julat antara muka ethernet 1/0/1-8 keadaan spanning-tree dayakan julat antara muka ethernet 1/0/9-16 spanning-tree keadaan lumpuhkan antara muka ethernet 1/0/3 spanning-tree portfast edge end show spanning-tree
Pemantauan dan pengesahan. Dari mana-mana nod, semak status contoh untuk mengesahkan siapa akarnya dan port mana yang dimajukan atau disekat. Jika port aktif, statusnya akan dimajukan; jika ia tidak aktif buat sementara waktu untuk mengelakkan gelung, ia akan kelihatan menyekat.
Siarkan ribut dan punca biasa. Gelung menyebabkan pertindihan dan pemajuan bingkai yang tidak ditentukan, meningkatkan penggunaan dan merendahkan prestasi dalam beberapa saatPunca biasa termasuk konfigurasi yang lemah yang gagal menyekat port berlebihan, penumpuan STP standard yang perlahan dalam menghadapi perubahan dan pencampuran varian yang cuai.
Amalan yang baik untuk mengelakkannya. Gunakan RSTP atau MSTP apabila boleh, mengkonfigurasi port dan keutamaan dengan betul, memantau acara BPDU dan TCN dan menggunakan perlindungan seperti pengawal BPDU pada port pengguna untuk memutuskan sambungan yang tidak diingini daripada suis yang tidak terurus.
Butiran halus algoritma. Setiap BPDU termasuk Pengecam Jambatan dengan keutamaan, alamat MAC dan ID sistem lanjutan. Elemen penting untuk logik pemisah ikatan dan pemilihan portJika protokol gagal dan dua pautan yang tidak sepatutnya diaktifkan diaktifkan, gelung akan terbentuk, jadi pemantauan dan pemasa adalah kritikal.
Apa yang berlaku apabila pautan gagal? Jika batang yang aktif patah, Suis membuka sekatan port ganti yang disekat sebelum ini dan mewujudkan semula ketersambungan. Apabila pautan kembali, rangkaian menumpu semula, dan port boleh kembali ke penyekatan untuk kembali ke topologi bebas gelung.
Susunan penggunaan yang disyorkan: Pertama, konfigurasikan protokol pada semua suis. kemudian sambungkan mereka dan sahkan bahawa pengiraan telah memilih punca dan port yang betulDengan cara ini, anda meminimumkan risiko ribut semasa proses permulaan.
Negeri pelabuhan terperinci. Menyekat: Menerima BPDU, membuang data dan tidak mempelajari alamat MAC. Mendengar: Menentukan laluan, meneruskan tanpa memajukan. Pembelajaran: Mengisi jadual MAC tetapi tidak memajukan lagi. Hadapan: Ke hadapan dan belajar. Mati: Tidak memproses BPDU atau data kerana kegagalan atau pengurusan.
Kekerapan BPDU. Secara lalai, BPDU dihantar setiap 2 saatAkar mentakrifkan pemasa rangkaian, dan suis lain menggunakan nilai tersebut untuk menyegerakkan tingkah laku.
TCN dan TCA. Apabila suis mengesan perubahan, memancarkan TCN melalui port akarnyaSuis yang ditetapkan yang menerima pemberitahuan menghantar konfigurasi BPDU dengan bit pengakuan TCA, dan proses diteruskan dalam rantaian ke akar, yang menandakan BPDUnya dengan bendera perubahan untuk mempercepatkan penuaan jadual alamat.
Skop dan varian dalam pengeluaran. Dalam rangkaian dengan banyak VLAN, PVST+ atau RPVST+ membenarkan satu kejadian bagi setiap VLAN untuk mengagihkan beban dan laluan. Dalam persekitaran di mana pengelompokan VLAN mengikut topologi dikehendaki, MSTP menyediakan sehingga 16 tika RSTP untuk memetakan set VLAN kepada setiap tika.
Di luar standard. Walaupun STP berasal dari Lapisan 2, Suis lapisan 3 juga melaksanakan fungsi ini dalam satah pensuisan mereka untuk mengelakkan hubungan dalam domain penyiaran, menyepadukan dengan penghalaan lapisan 3 jika sesuai.
Kesilapan biasa yang perlu dielakkan: Tidak menetapkan keutamaan apabila anda tahu peranti yang harus menjadi root, biarkan port akses tanpa mod tepi, mencampurkan varian tanpa pelan, atau bergantung pada lalai tanpa mengesahkan topologi yang terhasil, adalah pintasan yang biasanya menelan belanja yang tinggi.
Nasihat operasi. Jika anda perlu mempengaruhi laluan ke akar tanpa menjejaskan keutamaan, melaraskan kos pelabuhan pada pautan yang berkaitanIa adalah alat yang baik untuk mengimbangi ikatan atau untuk mengoptimumkan laluan ke atas.
STP dan variannya membolehkan anda membina rangkaian dengan ketersediaan tinggi dan tingkah laku yang boleh diramal. Kuncinya ialah menguasai pilihan akar, kos, keadaan dan perlindungan, dan gunakan dengan disiplin: konfigurasikan dahulu, sambung kemudian, dan sentiasa pantau.
Penulis yang bersemangat tentang dunia bait dan teknologi secara umum. Saya suka berkongsi pengetahuan saya melalui penulisan, dan itulah yang akan saya lakukan dalam blog ini, menunjukkan kepada anda semua perkara yang paling menarik tentang alat, perisian, perkakasan, trend teknologi dan banyak lagi. Matlamat saya adalah untuk membantu anda mengemudi dunia digital dengan cara yang mudah dan menghiburkan.