Spanning Tree Protocol Algorithm Jarmo Heinikoski TITE 3, LUT

Sisältö Johdanto STA:n toimintaperiaate Esimerkki 1 Esimerkki 2 Portin tilat ja siirtymät Bridge Protocol Data Unit formaatti Standardit 802.1D , 802.1w, 802.1s Esimerkki laitteistototeutuksesta Yhteenveto

Johdanto Spanning Tree – algoritmi (STA) on siltoihin ja kytkimiin liittyvä tekniikka Sillat kommunikoivat BPDU – paketeilla käyttäen 2 –tason STP – protokollaa Pyrkii loogisella verkkorakenteella estämään fyysisen verkon silmukoiden aiheuttamat haitat

STA:n toimintaperiaate 1) juurisillan (1 kpl) valinta 2) juuriporttien valinta (1/kytkin) käyttäen edullisimman reitin laskentaa 3) aktiivisten porttien valinta, mikä lopulta katkaisee mahdolliset silmukat 4) verkon valvonta tunnustelu-paketteja lähettämällä ja tarvittaessa uudelleen topologian rakentaminen

Esimerkki 1 Kytkin Bridge ID (BID) Kytkin A 32768.AA-AA-AA-AA-AA-AA Kytkin C Cost = 10 BPDU Cost=10 BPDU IN Cost=20 1/1 1/2 BPDU OUT Cost=10 . Kytkin Bridge ID (BID) Kytkin A 32768.AA-AA-AA-AA-AA-AA Kytkin B 32768.BB-BB-BB-BB-BB-BB Kytkin C 32768.CC-CC-CC-CC-CC-CC

Juurisillan (kytkimen) valinta Aluksi ovat kaikki kykimet juurisiltoja Prioriteettien ollessa samat, pienempi MAC osoite voittaa -> kytkin A on juurisilta Ylläpitäjä voi asettaa kytkimen prioriteeetin

Juuriporttien valinta Juurisilta lähettää BPDU – paketit liikkeelle Paketteihin kumuloidaan Root Path Cost arvo, tasatilanteessa pienemmän MAC osoitteen omaava voittaa Kytkin valitsee juuriportiksi sen, josta on edullisin tie juurisillalle

Esimerkki 2, juuriportin valinta Kytkin A Kytkin B Kytkin C Cost = 10 BPDU Cost=10 BPDU IN Cost=20 1/1 1/2 BPDU OUT Kytkin B valitsee juuriportiksi 1/1, johon tulee Root Path Cost – arvo 0 (portin 1/2 arvo on 10) ja kytkin C valitsee vastaavasti juuriportiksi 1/1

Aktiivisen (designated) portin valinta Jokaisella segmentillä on vain yksi aktiivinen portti Root Path Cost – arvo ratkaisee, tasatilanteessa MAC – osoite Muut portit passivoidaan (non-designated) eikä silmukat ole mahdollisia enää

Esimerkki 2, aktiiviportin valinta Kytkin A Kytkin B Kytkin C Cost = 10 BPDU Cost=10 BPDU IN Cost=20 1/1 1/2 BPDU OUT Segmentille 1 (A – B) juurikytkin A saa porttinsa 1/1 aktiiviseksi, samoin se saa porttinsa 1/2 segmentillä 2 (A – C) aktiiviseksi. Segmentin 3 (B - C) saa ”haltuunsa” kytkin B (pien. MAC) ja samalla kytkimen C portti 1/2 passivoidaan (non-designated) ja silmukka katkeaa.

Portin tilat ja siirtymät disabled blocking listening learning forwarding

Bridge Protocol Data Unit formaatti Kehys Frame control Desti-nation address Source address Logical link control IEEE BPDU (1 byte) (6 bytes) (3 bytes) Konfig. BPDU Protocol Identifier Version Message Type Flags Root ID Root Path Cost Bridge ID (2 bytes) (8 bytes) (4 bytes)   Port Identifier Message Age Max Age Hello Time Forward Delay Muutos BPDU

Standardit 802.1D , 802.1w, 802.1s IEEE 802.1D-2004 Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) Bridges (STP, RSTP) IEEE 802.1w-2001 Amendment to IEEE 802.1D : Rapid Reconfiguration IEEE 802.1s-2002 Amendment to IEEE 802.1Q (VLAN) : Multiple Spanning Tree

Rapid Spanning Tree RSTP tukee STP - pohjaisia verkkoja viive-herkille liikenteille kuten ääni ja video määrittäen uudet porttiroolit Root Bridge Alternate Port BackUp Port Downstream Bridge Root Port Designated Port

Multiple Spanning Tree Protocol Useita VLAN:ja voidaan yhdistää yhdeksi suureksi Spanning Tree instanssiksi CIST Root Bridge CIST Regional Root Bridge CIST Regional Root Bridge

Esimerkki laitteistototeutuksesta server4 serveri7 serveri5 HP-UX serveri6

Yhteenveto Spanning Tree algoritmin heikkous on hidas uudelleenkytkeytymisaika (Cisco:15+15+20 = 50 s) Vaihtoehtoja: RSTP, yhteyksien niputus (link aggregation), SMLT (Split-Multilink Trunking)

Loppu Kysymyksiä ?