Protocolul STP (Spanning Tree Protocol) este un protocol de nivel 2 implementat pe punți și switch-uri. Specificația pentru STP se numește IEEE 802.1D. Scopul principal al STP este de a preveni crearea de bucle dacă există căi redundante în rețea. Buclele produc erori grave ale rețelei.
Nu există cerințe speciale pentru acest document.
În ciuda faptului că acest document utilizează un Cisco Catalyst 5500/5000 switch-uri, principiile arborelui se întinde care prezintă documentul se aplică aproape toate dispozitivele care acceptă STP.
În exemplele prezentate sunt utilizate următoarele dispozitive:
Șase switch-uri Catalyst 5509
Informațiile prezentate în acest document au fost obținute de la dispozitive care funcționează într-un mediu de laborator special. Toate dispozitivele descrise în acest document au fost lansate cu o configurație curată (standard). În rețeaua de lucru, trebuie să studiați impactul potențial al tuturor echipelor înainte de a le utiliza.
Configurațiile în acest document se aplică la Catalyst 2926G, 2948G, 2980G, 4500/4000, 5500/5000, 6500/6000 și switch-uri care efectuează sistemul de operare Catalyst (Catos). Informații privind configurarea STP pe alte platforme de comutare sunt furnizate în următoarele documente:
Setările STP și MST IEEE 802.1S (comutatoarele Catalyst 6500/6000 care rulează software-ul Cisco IOS),
Înțelegerea și setările STP (comutatoarele Catalyst 4500/4000 care rulează software-ul Cisco IOS),
Secțiunea Setări Setări STP Sistem (comută Catalyst 2900XL)
Setările STP (comutatoarele Catalyst 3550)
Setările STP (comutatorul Catalyst 2950)
Următoarea schemă de rețea este utilizată în acest document:
STP rulează pe punți și switch-uri compatibile cu 802.1D. Există diferite soiuri de STP, dar cel mai popular și pe scară largă standard implementat este 802.1D. Implementarea protocolului STP pe punți și întrerupătoare este proiectată pentru a preveni buclele în rețea. STP ar trebui să fie utilizat în cazurile în care sunt necesare canale redundante de comunicare, mai degrabă decât buclele. În cazul unei căderi de rețea, canalele redundante sunt la fel de importante ca și backup-urile. Eroarea modulului activ activează canalele de rezervă astfel încât utilizatorul să poată continua să utilizeze rețeaua. În absența STP pe punți și întrerupătoare, această situație poate duce la formarea unei bucle. Dacă două comutatoare conexe îndeplinesc alte tipuri de STP, ele necesită convergența altor termeni. Atunci când alte tipuri sunt utilizate în comutatoare, acest lucru creează probleme de sincronizare între statele de blocare și de expediere. Prin urmare, se recomandă utilizarea acelorași tipuri de STP. Luați în considerare următoarea rețea:
Dar când rulează STP pe ambele switch-uri, rețeaua arată logic astfel:
Comutatorul 15 este un comutator al rețelei centrale.
Comută comutatoarele 12, 13, 14, 16 și 17 care se conectează la stațiile de lucru și la PC.
Rețeaua definește aceste VLAN-uri:
Numele de domeniu al protocolului VLAN Trunking Protocol (VTP) este Doc STD.
Pentru a asigura redundanța necesară a căilor și, de asemenea, pentru a evita apariția unei bucle, STP definește un arbore care pune în funcțiune toate comutatoarele din rețeaua extinsă. STP introduce anumite căi de date redundante în starea inactiv (blocat) și lasă alte căi în starea de redirecționare. Dacă canalul devine indisponibil în starea de redirecționare, STP reconfigurează rețeaua și redirecționează fluxurile de date utilizând calea de rezervă corespunzătoare.
Utilizarea protocolului STP prevede ca toți comutatoarele din rețea să aleagă podul rădăcină, care devine nodul central al rețelei. Toate celelalte decizii privind această rețea, inclusiv portul pe care îl blochează și portul pentru care se utilizează modul de redirecționare, sunt acceptate în conformitate cu setările de pe podul rădăcină. Un mediu de comutare diferit de mediul de legătură este de obicei utilizat cu mai multe VLAN-uri. De obicei, atunci când un pod rădăcină este introdus într-o rețea de comutare, podul rădăcină este considerat a fi comutatorul rădăcină. Fiecare VLAN, deoarece este un domeniu difuzat separat, trebuie să aibă propriul său root bridge. Traseul pentru VLAN-uri diferite poate fi în același switch sau în mai multe comutatoare.
Notă: Este foarte important să selectați un switch root pentru o anumită VLAN. Utilizatorul poate alege comutatorul rădăcină sau poate permite comutatorului să decidă care dintre ele este mai vulnerabil. Dacă procesul de selectare a unui comutator rădăcină nu este controlat, pot apărea căi cvasi-optime în rețea.
Toate comutatoarele fac schimb de informații pentru a fi utilizate atunci când selectează un comutator rădăcină și pentru o configurație suplimentară a rețelei. Această informație este transferată la unitățile de date ale protocolului punții (BPDU). Fiecare comutator compară parametrii din BPDU pe care comutatorul le trimite dispozitivului învecinat, cu parametrii pe care comutatorul le primește de la acel dispozitiv.
Consultați Setarea funcțiilor STP suplimentare pentru mai multe informații despre unele funcții STP suplimentare, cum ar fi:
Protecția rădăcinii copacului STP
Înainte de configurarea STP, selectați comutatorul pentru a fi rădăcina arborelui de spanning. Trebuie să alegeți comutatorul cel mai centralizat din rețea, care nu trebuie să fie cel mai puternic. Toate fluxurile de date din rețea sunt procesate din poziția acestui switch. În plus, selectați comutatorul cel mai puțin încărcat din rețea. Întrerupătoarele de trunchi funcționează de multe ori ca nodul rădăcină al copacului, deoarece acești întrerupătoare nu sunt, de obicei, conectați la stațiile terminale. De asemenea, ele sunt mai puțin afectate de mișcarea și modificările din rețea.
După ce ați selectat comutatorul rădăcină, setați variabilele corespunzătoare pentru a atribui acest comutator la comutatorul rădăcină. Singura variabilă care trebuie stabilită este prioritatea punții. Dacă variabila de prioritate a punții de comutare este mai mică decât toate celelalte comutatoare, alte comutatoare selectează automat acest comutator ca întrerupător rădăcină.
Clienții (stații finale) de pe porturile de comutare
Pentru cele mai multe alte variabile STP, lăsați valorile implicite.
Această secțiune listează regulile pentru modul în care funcționează STP. La prima conectare a comutatoarelor, acestea pornesc procesul de selectare a comutatorului rădăcină. Fiecare comutator trimite BPDU la un switch conectat direct la fiecare VLAN.
Când BPDU trece prin rețea, fiecare comutator compară blocul de date BPDU trimis către acesta cu BPDU-urile primite de la vecini. Întrerupătoarele sunt de acord asupra comutatorului care trebuie să devină comutator rădăcină. În procesul de selecție, comutatorul cu cel mai mic identificator de punte din rețea câștigă.
Notă: Rețineți că un switch rădăcină este definit pentru fiecare VLAN. După terminarea procesului de autentificare a comutatorului rădăcină, comutatoarele respectă următoarele reguli:
Regulă STP 1- Toate porturile comutatorului rădăcină trebuie să fie în modul de redirecționare.
Notă: În anumite condiții extreme, care includ porturi cu buclă, există o excepție de la această regulă.
Apoi, fiecare comutator determină cea mai bună cale spre nodul rădăcină. Acest lucru se întâmplă prin compararea informațiilor din toate BPDU-urile pe care le-au primit întrerupătoarele pe toate porturile. Comutatorul utilizează portul cu cele mai puține informații din BPDU ca cale către comutatorul rădăcină; Portul cu cele mai mici informații din BPDU este portul rădăcină. După detectarea portului de root, comutatorul trece la regula 2.
Regulă STP 2 - Portul de bază trebuie să fie în modul de redirecționare.
În plus, comutatoarele din fiecare segment LAN determină în comun ce comutator este cel mai bine folosit pentru a muta datele din acel segment la podul rădăcină. Acest comutator se numește un comutator dedicat.
Regula 3 - Într-un singur segment LAN, portul comutatorului desemnat care se conectează la acel segment LAN trebuie să fie plasat în modul de transfer.
Regula stp 4 - Toate celelalte porturi din toate comutatoarele (specifice VLAN) trebuie plasate în modul de blocare. Această regulă se aplică numai porturilor care sunt conectate la alte poduri sau întrerupătoare. STP nu este utilizat în porturi care sunt conectate la stații de lucru sau la un PC. Aceste porturi rămân în starea de redirecționare.
Notă: Adăugarea sau eliminarea VLAN, în cazul în care punerea în aplicare a STP Spanning Arborele pe modul VLAN (PVST / PVST +) inițiază recalcularea spanning instanță de copac pentru VLAN și de trafic, distruse numai pentru VLAN. Alte segmente VLAN de pe coloana vertebrală pot transmite traficul normal. Adăugarea sau ștergerea modul VLAN în copac Multiple Spanning (MST) determină recalcularea arborelui se întinde pentru VLAN, iar traficul este deranjat doar pentru acest segment MST.
Notă: În mod implicit, arborele de spanning funcționează pe fiecare port. Dezactivarea funcției spanning tree nu este posibilă în comutatoarele bazate pe porturi individuale. Este posibil să dezactivați STP pentru fiecare VLAN sau global pentru întregul întrerupător, deși acest lucru nu este recomandat. Dezactivarea funcției spanning tree necesită o atenție deosebită, deoarece aceasta are ca rezultat apariția unor bucle de nivel 2 în rețea.
Faceți următoarele:
Notă: Toate comutatoarele realizează aceeași versiune software.
În acest scenariu, Switch 15 este cea mai bună alegere pentru switch-ul de rețea rădăcină pentru toate VLAN-urile, deoarece acest switch este o coloană vertebrală.
Pentru a seta prioritatea comutatorului la 8192 pentru o rețea virtuală sau pentru rețele care specifică vlan_id, rulați comanda vant_id rădăcină spantree setată.
Notă: Prioritatea implicită pentru switch-uri este 32768. Dacă setați prioritatea cu această comandă apelați alegerea switch 15 ca comutatorul rădăcină deoarece comutatorul 15 are cea mai mică prioritate.
O versiune mai scurtă a acestei comenzi are aceleași rezultate ca și exemplul următor:
Notă: în acest scenariu, toate comutatoarele au pornit de la configurații curățate. Prin urmare, toate comutatoarele încep să funcționeze cu o prioritate a podului de 32768. Dacă nu sunteți sigur că toți comutatoarele din rețea au o prioritate mai mare decât 8192, setați prioritatea podului rădăcină dorit la 1.
Pentru a configura parametrul PortFast pe comutatoarele 12, 13, 14, 16 și 17, executați setul de comandă spantree portfast mod_num / port_num.
Notă: Configurați această setare numai pe porturile care se conectează la stațiile de lucru sau la PC-uri. Nu permiteți PortFast pe nici un port conectat la alt switch.
Acest exemplu arată configurația comutatorului 12. Alte comutatoare pot fi configurate în același mod. Comutatorul 12 acceptă următoarele conexiuni de port:
Portul 2/1 este conectat la comutatorul 13.
Portul 2/2 este conectat la switch-15.
Portul 2/3 este conectat la comutatorul 16.
Porturile 3/1 până la 3/24 se conectează la PC.
Porturile 4/1 până la 4/24 se conectează la stațiile de lucru UNIX.
Folosind aceste informații ca pornire, executați comanda set-portfast set spantree pe porturile 3/1 până la 3/24 și pe porturile 4/1 până la 4/24:
Pentru a verifica dacă întrerupătorul 15 este comutatorul rădăcină de pe VLAN corespunzător, executați comanda vant_id spantree show.
În această ieșire de la comutatorul 12, comutatorul recunoaște comutatorul 15 ca director rădăcină dedicat pentru VLAN 1:
Notă: ieșirea comenzii vlan_id arată comanda spantree pentru alte switch-uri și VLAN-uri poate indica, de asemenea, că Switch 15 este directorul rădăcină dedicat pentru toate VLAN-urile.
Această secțiune conține informații pentru testarea configurației curente.
vlan_id show spantree - Afișează starea actuală de arbore de spanning pentru acest ID VLAN, din perspectiva comutatorului pe care executați comanda.
Afișați rezumatul spantree Furnizează un rezumat al porturilor de arbore spanning conectate de VLAN.
Această secțiune descrie procesul de depanare a configurației.
Dacă se modifică viteza portului / duplex, copacul de spanning recalculează automat costul căii. Schimbările în costul traseului pot duce la modificări în topologia arborelui care se întinde.
Pentru mai multe informații despre calcularea costului portului, consultați "Calculul și alocarea costurilor portului" în documentul "Setări de copac".
vlan_id show spantree - Afișează starea actuală de arbore de spanning pentru acest ID VLAN, din perspectiva comutatorului pe care executați comanda.
Afișați rezumatul spantree Furnizează un rezumat al porturilor de arbore spanning conectate de VLAN.
Afișarea statisticilor spantree Afișează statisticile pentru arborele spanning.
show spantree backbonefast - Afișează dacă este activată convergența rapidă a backbonei.
show portant spantree - Determină starea curentă a arborelui spanning al portului Token Ring în arborele spanning.
arăta spantree portvlancost - Afișează costul căii pentru VLAN-urile din port.