Сети_STP2

1. Дополнительные возможности STP Ether Channel

2. Ether Channel

• Технология Ether Channel позволяет избавиться от
необходимости изменения топологии дерева STP в случае, если
какая-то связь прерывается, и поддерживать сеть в постоянной
работоспособности.
• Ether Channel позволяет создавать транковые соединения между
коммутаторами путем дублирования связей и параллельного
подключения от двух до восьми портов.
• При этом STP считает такой канал, состоящий из нескольких
соединений, как одно соединение до тех пор, пока хотя бы одна
из связей работает.

3. Ether Channel

• Каждая пара каналов связи
сконфигурирована как Ether
Channel.
• При этом STP рассматривает
Ether Channel как один канал
связи.
• Если бы STP рассматривал
параллельные соединения как
отдельные связи, то между
каждой парой коммутаторов
работало бы только одно
соединение, а остальные были
бы заблокированы.

4. Ether Channel

• Использование технологии Ether Channel дает следующие
преимущества:
1. Уменьшается время, необходимое на переконфигурацию сети
(время конвергенции), за счет того, что если одно из
параллельных соединений между парой коммутаторов
работает, то топология дерева связей не меняется.
2. Транковые соединения по параллельным портам обеспечивают
большую пропускную способность между коммутаторами.

5. Пример конфигурирования Ether Channel

• SW1 и SW2 соединены по трем
параллельным линиям. Линии
конфигурируются в один канал
передачи данных, чтобы STP не
блокировал два из них.
• Настройка Ether Channel
выполняется на двух коммутаторах
на каждом интерфейсе, которых
должен быть включён в этот канал.
Для этого в подрежиме
конфигурирования интерфейса
выполняется команда
channel-group channel-groupnumber mode {auto|desireable|on}

6. Пример конфигурирования Ether Channel

• Для просмотра результатов
настройки можно использовать
команду show spanning-tree. С
помощью команды
show etherchannel channel-groupnumber {brief|detail|port|portchannel|summary}
можно посмотреть состояние
канала и какие порты в него
включены.

7. Ether Channel

• Другой способ организации Ether Channel - это использование
параметров команды channel-group auto или desirable вместо on.
При установке этих параметров коммутатор сам определяет
возможность создания Ether Channel.
• Важно:
• Если на двух коммутаторах сконфигурировать порты в режим
auto, то EtherChannel никогда не сформируется, так как параметр
"auto" предполагает режим ожидания начала установки канала от
другого коммутатора. Поэтому, если порты одного коммутатора
находятся в режиме "auto", то порты второго должны находиться
в режиме "desirable".

8. Дополнительные возможности STP Режим Port Fast

9. Режим Port Fast

• Режим Port Fast позволяет переводить порт коммутатора в
состояние передачи немедленно, как только он становится
физически активным
• Если мы устанавливаем режим Port Fast на порте коммутатора, то
к такому порту нельзя подключать другой коммутатор. Если мы
подключаем к этому порту сетевую карту компьютера или
маршрутизатор, то порт перейдёт в режим передачи немедленно

10. Режим Port Fast

• При отключении режима Port Fast, порт перейдет в режим
передачи только через 50 секунд после подключения к нему
устройства
• Если через порт, работающий в режиме Port Fast, на коммутатор
пришло BPDU от другого коммутатора, то порт автоматически
выйдет из режима. Для перевода порта в режим Port Fast,
необходимо перевести порт в состояние доступа и установить
режим

11.

12. Дополнительные возможности STP Радиус STP

13. Радиус STP

• При работе STP все порты каждого коммутатора находятся либо в
состоянии передачи, либо в состоянии блокировки.
• В случае изменения топологии, порт проходит промежуточные
состояния listening и learning, которые называются интервал
задержки передачи (forward delay interval).
• Значения интервалов этих таймеров являются приемлемыми для
сети диаметром семь коммутаторов. Это максимальный диаметр,
который поддерживает STP из-за возрастания времени
конвергенции (время, через которое сеть стабилизируется)
• Для уменьшения времени конвергенции можно уменьшить
диаметр сети. В режиме глобальной конфигурации надо
выполнить команду spanning-tree vlan vlan id root primary
diameter value

14.

15. Быстрый STP (Rapid STP)

• Протокол Rapid STP (RSTP) определяется по стандартам IEEE как
IEEE 802.1w.
• Сходство RSTP (802.1w) и STP (802.1d):
1. Выбор корневого коммутатора.
2. Выбор корневого порта на некорневом коммутаторе.
3. Выбор назначенного порта в каждом сегменте.
4. Перевод портов в режим передачи или блокировки.

16. Быстрый STP (Rapid STP)

• При всей схожести алгоритмов и этапов работы RSTP значительно
уменьшает время конвергенции по сравнению с STP. RSTP
уменьшает все три временных периода, которые проходит STP в
случае изменения топологии.
• Время конвергенции RSTP обычно занимает менее 10 секунд.

17. Классификация соединений в RSTP

• Link-type point-to-point - линия связи, соединяющая два
коммутатора;
• Link-type shared - линия связи, соединяющая коммутатор и
концентратор;
• Edge-type point-to-point - линия связи, соединяющая коммутатор и
рабочую станцию;
• Edge-type shared - линия связи, соединяющая концентратор и
рабочую станцию.

18.

• Link-type point-to-point - линия
связи, соединяющая два
коммутатора;
• Link-type shared - линия связи,
соединяющая коммутатор и
концентратор;
• Edge-type point-to-point - линия
связи, соединяющая
коммутатор и рабочую
станцию;
• Edge-type shared - линия связи,
соединяющая концентратор и
рабочую станцию.

19. Классификация соединений в RSTP

• Если в сети присутствует концентратор, то в таком случае RSTP не
уменьшает время конвергенции и работает как STP. Если в сети
нет концентраторов, то RSTP работает и уменьшает время
конвергенции. Для этого и необходима классификация по типам
линий связи.
• RSTP уменьшает время конвергенции только на соединениях linktype point-to-point. А так как в большинстве современных сетей
концентраторы отсутствуют, то RSTP успешно работает.

20. Типы портов в RSTP

• RSTP объединяет состояния Disabled, Blocking и Listening,
используемые в STP, и создает единственное состояние Discarding
("Отбрасывание"), при котором порт не активен.
• Выбор активной топологии завершается присвоением
протоколом RSTP определенной роли каждому порту: корневой
порт (Root Port), назначенный порт (Designated Port),
альтернативный порт (Alternate Port), резервный порт (Backup
Port).

21.

• Коммутаторы SW2 и SW3 так же,
как и в STP, имеют корневые
порты. Пусть SW4 получает BPDU
с лучшей стоимостью через порт
fa0/1. Тогда этот порт будет
являться корневым. На порт fa0/2
приходят BPDU с худшей
стоимостью, и поэтому, он будет
являться альтернативным и ему
присваивается тип Alternate-port.
При этом он будет находиться в
состоянии Discarding. В случае
изменения топологии RSTP будет
выбирать лучший
альтернативный порт как
корневой. Это ускоряет процесс
конвергенции.

22.

• Если коммутатор имеет две
линии связи, входящие в один и
тот же сегмент, то одни порт
переводится в состояние
передачи, а другой в состоянии
Discarding. Коммутатор SW3
связан с SW5 через концентратор
(Hub) двумя линиями. BPDU
передают и получают оба порта.
Порт, находящийся в состоянии
Discarding, называется Backup
port. Если связь через порт fa0/3
прервётся, то SW3 немедленно
переведёт порт fa0/4 в состояние
передачи.

23.

• Состояние порта определяет,
какую информацию он будет
передавать.
• Состояние Discarding означает,
что порт не передает кадры с
данными, но слушает BPDU.
Это аналогично режиму
Blocking в STP. В RSTP
присутствует состояние
Learning, но оно очень
короткое по времени.

24. Конвергенция RSTP

• Edge-Type и Port Fast
• RSTP уменьшает время
конвергенции путём
немедленного перевода в
состояние передачи порта,
который становится физически
активным. Это свойство
присуще только оборудованию
Cisco. Для включения RSTP на
Edge-Type необходимо просто
сконфигурировать Port Fast.

25. Конвергенция RSTP

• Link-Type Shared
• Поведение RSTP ничем не
отличается от STP

26. Конвергенция RSTP

• Link-Type Point-to-Point
• RSTP улучшает конвергенцию через
full-duplex связи между
коммутаторами. В STP процесс
конвергенции начинается, если
BPDU не приходят в течение Max
Age. В RSTP процесс конвергенции
начинается, если BPDU не приходят
в течение трёх периодов hello (один
период - 2 секунды), то есть через 6
секунд. RSTP переводит порт в
состояние learning и активно
изучает новое состояние сети путём
определения соседних
коммутаторов.

27. Пример работы RSTP при изменении топологии

• В начальный момент времени,
сеть не имеет избыточных
связей. RSTP определил все
связи как link-type point-topoint и перевел порты в
состояние передачи.
• Добавим избыточную связь.
Между коммутаторами SW1 и
SW5 начинаются переговоры.

28. Пример работы RSTP при изменении топологии

• Для этого используются
специальные RSTP сообщения
"Proposal" (предложение) и
"Agreement" (соглашение).
Коммутатору SW5 поступает
предложение с новым
значением BPDU. RSTP блокирует
порт fa0/1 SW5 для
предотвращения появления
петель. При этом новые BPDU
лучше, чем старые. SW5
принимает предложение, и порт
fa0/2 становится корневым

29. Пример работы RSTP при изменении топологии

• Следующий этап - это
взаимодействие SW4 и SW5.
Порт fa0/1 остается всё ещё
заблокированным, но через него
на коммутатор SW4 посылаются
новые BPDU, кроме тех, которые
поступают от SW3
• BPDU, поступающие от SW5
лучше, чем BPDU от SW3.
Поэтому SW4 начинает
процедуру анализа и
переключения, аналогичную
процедуре, проходившей в SW5

30. Пример работы RSTP при изменении топологии

• После этого на SW3 начинают
поступать новые BPDU от SW4.
Предположим, что новые
BPDU хуже, чем BPDU,
поступающие от SW2. В таком
случае, порт переводится в
режим блокировки, а порт
fa0/1 SW4 в режим передачи

31. Совместное использование протокола STP и VLAN

• Совместное использование VLAN и протокола STP дает
возможность более полного использования ресурсов
интерфейсов коммутаторов
• В каждом VLANе, как в отдельном широковещательном домене,
можно запускать отдельный протокол STP - Per-VLAN spanning
tree protocol (PVST).
• Транковый протокол ISL позволяет транковому порту находиться
одновременно в режиме передачи для одного VLAN и в режиме
блокировки для другого. Выполняется балансировка загрузки без
зацикливания кадров

32. Совместное использование протокола STP и VLAN

• Для поддержки такой возможности в транковом протоколе IEEE
802.1Q, был разработан протокол - Per-VLAN spanning tree protocol
plus (PVST+), которыйподдерживается только оборудованием
Cisco.
• Для RSTP разработан протокол rapid PVST+, основанный на
стандарте IEEE 802.1w.

33.

34. Протокол PVST+

• При использовании протокола PVST+ можно настроить STP так,
чтобы через каждое транковое соединение работала половина
VLANов
• Это можно сделать с помощью настройки отдельного корневого
коммутатора в каждом VLAN.
• Для определения принадлежности к VLAN используется
расширенный идентификатор коммутатора, который включает 12
бит идентификатора VLAN, а поле приоритета уменьшено до 4х
бит.
• Если приоритеты не настраиваются, то выбор происходит по MACадресу

35. Протокол PVST+

• Пусть SW1 является корневым
для VLAN 3, а SW4 для VLAN 4.
Тогда на коммутаторе SW1,
порт fa0/2 будет передавать
трафик для VLAN3 и
блокировать для VLAN4, а на
коммутаторе SW4, порт fa0/2
будет передавать трафик для
VLAN4 и блокировать для
VLAN3

36. Демонстрационный пример настройки STP для каждого VLAN

• На коммутаторах сформируем VLAN 3
и VLAN 4. Определим на всех
коммутаторах интерфейсы fa0/1 и
fa0/2 как транковые.
• Настоим SW1 корневым для VLAN 3, а
SW4 для VLAN 4. Для этого можно
использовать команды глобального
режима конфигурации
• spanning-tree vlan vlan-ID root primary
и spanning-tree vlan vlan-ID root
secondary
или
spanning-tree vlan vlan-ID priority
priority

37. Демонстрационный пример настройки STP для каждого VLAN

• После выполнения этих настроек,
на коммутаторе SW1 порт fa0/1
будет передавать кадры обоих
VLAN, а порт fa0/2 - только кадры
VLAN 3. На коммутаторе SW4 порт
fa0/1 будет передавать кадры
обоих VLAN, а порт fa0/2 - только
кадры VLAN 4

38. Демонстрационный пример настройки STP для каждого VLAN

39. Настройка протокола Rapid PVST+

• Для запуска Rapid PVST+ надо в режиме глобальной
конфигурации выполнить команду spanning-tree mode rapid-pvst.
• Затем в подрежиме конфигурации транковых портов, через
которые будет работать RSTP, надо определить эти порты как
point-to-point с помощью команды spanning-tree link-type pointto-point.
• После выполнения этих настроек на коммутаторе необходимо
перезапустить процесс STP с помощью команды режима
глобальной конфигурации clear spanning-tree detected-protocols